一种双响应变色固体装置，用于多模式热调节智能窗户

《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》：Dual-responsive color-changing solid device for multimode thermal regulation smart windows

　　

王成成|肖畅|盛明飞|张丽萍

摘要

尽管多模态电致变色材料在能量调节设备方面具有巨大的潜力，但限制其实际应用的具体技术挑战尚未得到充分研究，例如界面不兼容性和材料泄漏问题。在这项研究中，研究人员开发了一种可通过溶液处理实现双响应四态变色的凝胶聚合物——聚（维奥莱金-羟丙基丙烯酸酯）（DVB-PHPA）。该聚合物以羟丙基丙烯酸酯作为基本的热致变色单元，以维奥莱金作为电致变色开关。利用羟丙基丙烯酸酯明确的临界溶解温度（T_LCST），聚合物可以从透明状态变为不透明状态，并通过维奥莱金的氧化还原反应在红色、蓝色或绿色与无色之间切换。特别设计的维奥莱金染料具有优异的电化学性能和明显的光学对比度（79%）。此外，利用DVB-PHPA制备的动态电致变色固态器件（D-T/ECD）展现了四种光学状态、良好的电致变色性能以及循环稳定性。该器件可作为智能窗户，在60°的照射角度和1000 W/m²的照度下，将室内温度保持在比普通窗户低5-6°C的水平，从而显著提升视觉和热舒适度。这种多模态和固态设计概念为制造各种电致变色器件提供了可能，展现出其在下一代智能窗户领域的巨大潜力。