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电致变色是指材料在外加电场的作用下颜色发生可逆变化的现象。电致变色器件由于具有低耗能、高对比、智能调节等优势,在智能窗、汽车防眩目后视镜、低耗能显示器等应用领域备受关注。目前,国外在电致变色技术的研究和应用上处于领先地位,国内电致变色技术仍不成熟。单一的有机电致变色材料或无机电致变色材料在性能上往往存在缺陷,采用有机/无机复合的电致变色材料逐渐成为研究者关注的焦点。此外,人们对柔性、可穿戴的电子设备的需求越来越强烈,柔性电致变色器件也被广泛研究。本文采用水热法制备了TiO2纳米棒、TiO2纳米片阵列,并用甲基紫精对其进行修饰,制备成有机/无机复合的电致变色器件,对其光学调制范围、响应时间、循环稳定性等电致变色性能进行了深入的探究。另外,我们采取了紫外光沉积的方法制备了WO3柔性电致变色薄膜,对柔性电致变色薄膜的性能开展了初步探索。具体内容如下:(1)简单水热法制备了TiO2纳米棒阵列,用有机小分子电致变色材料甲基紫精进行修饰,然后封装为复合电致变色器件,并对其电化学和电致变色性能进行研究。有机电致变色薄膜具有所需电压低、颜色丰富多彩、响应时间短、着色效率高等优点,但是与基底黏附不牢固,成膜不均匀,导致电化学性能不稳定。本实验中TiO2纳米棒阵列不仅增大了甲基紫精的附着面积,为甲基紫精提供了更多的活性位点,而且发挥“锚定”的作用,使紫精在基底上更均匀分布,提高了电化学氧化还原可逆性,从而改善了电致变色循环稳定性。(2)水热法制备了锐钛矿相TiO2纳米片阵列,进一步增大甲基紫精与TiO2的接触面积。用甲基紫精进行修饰,封装为电致变色器件后通过对其循环伏安曲线、光学调制范围、“记忆效应”等电致变色性能进行研究,发现甲基紫精修饰的TiO2纳米片电致变色器件在630 nm波长处最大光学调制范围达到76%,大于甲基紫精修饰TiO2纳米棒的最大光学调制范围(55%),循环稳定性方面撤除电压经过1800 s后透光率变化15%,优于甲基紫精修饰的TiO2纳米棒电致变色器件(去除电压1800 s后透光率变化22%)。原因在于TiO2纳米片阵列比纳米棒阵列具有更高的比表面积,相同FTO基底上为甲基紫精提供了更多的吸附面积,有机/无机复合的效果更明显,使其变色程度更强烈,电化学稳定性更佳。(3)采用紫外光沉积的方法在ITO/PET柔性基底上制备了WO3柔性电致变色薄膜,该方法所得的WO3薄膜为无定形晶相,表面形貌疏松多孔,孔径大约在100300 nm,具有高孔隙率。这不仅有利于电解液的接触和渗透,而且缩短了电致变色过程中电荷转移路径,因此该WO3柔性电致变色薄膜具有较快的响应速度(着色和褪色时间分别为15 s、5 s);在630nm附近薄膜褪色态的透光率达到90%以上,几乎接近透明;而在着色状态下该WO3薄膜的透光率低于40%,薄膜的光学调制范围ΔT在60%以上,具有较大的光学调制范围。此外,该电致变色薄膜柔性可弯曲,克服了传统电致变色薄膜使用ITO、FTO等脆性基底的限制,符合当今人们对柔性可穿戴设备的追求理念。