電致變色材料的顏色和透過率等光學屬性可以在外電場調控下發生可逆變化。利用這種原理開發的功能器件在節能建筑、信息顯示、國防工業等領域具有廣泛的應用前景。例如，在辦公大樓的幕墻或者飛機舷窗安裝電致變色器件，可以起到自動調節紅外輻射和自然光照明的作用。然而，傳統電致變色器件的內部結構較為復雜，不僅增加了生產成本，而且嚴重限制了設計的靈活性。

圖1 離子水凝膠電致變色器件

近日，國際知名期刊《Materials Horizons》刊登了題為“Multifunctional hydrogel enables extremely simplified electrochromic devices for smart windows and ionic writing boards”的研究論文。研究人員通過將多功能離子水凝膠與氧化鎢薄膜復合，設計了一種結構精巧的新型電致變色器件。在周期性偏壓下，這種基于離子水凝膠的電致變色裝置能夠表現出顯著的顏色變化和高達70％的透射率調制（如圖1所示）。與傳統電致變色器件相比，響應速度和著色效率均明顯提高。

圖2 離子書寫板演示

此外，論文中首次展示了一種基于電致變色原理的可擦寫離子書寫板（如圖2所示）。該設計突破了電致變色顯示器件不可擦寫的局限，驅動電壓低至~1 V。這項工作對下一代電致變色器件的設計與研發具有重要的意義，同時也為離子水凝膠的應用提供了一種全新的思路。

論文第一作者為西安交通大學材料學院青年教師方華靖博士。南方科技大學汪宏教授和方華靖博士為通訊作者，合作單位還包括美國賓州州立大學。該研究得到了國家自然科學基金、博新計劃和西安交通大學分析測試共享中心的支持。

參考文獻：

Huajing Fang,* Pengyue Zheng, Rong Ma, Chen Xu, Gaiying Yang, Qing Wang and Hong Wang*,Multifunctional hydrogel enables extremely simplified electrochromic devices for smart windows and ionic writing boards, Materials Horizons 2018, DOI: 10.1039/c8mh00856f.

來源：高分子科學前沿