電致變色技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
電致變色技術的實例教程
介紹
已經開發出越來越多的材料顯示出多功能顯色特性（如電致變色、電致熒光變色或光致變色），但迄今為止，很少有材料同時顯示所有這三種特性。具有電化學和光學活性的材料對包括智能窗戶、照明、傳感、能源生產和保護在內的各種應用具有吸引力。這對于對適應性或環境響應式外墻感興趣的建筑開發商尤其有吸引力。實現由經濟高效、易于合成的材料制成的系統將使它們易于在各種領域中使用。
摘要
最近，
北卡羅來納大學夏洛特分校
Michael G. Walter
教授
團隊
使用
水溶性顯色噻唑
(5,4-d) 噻唑 (TTz) 染料開發
了低成本器件
，這些染料在三個領域顯示出高器件性能：電致變色、電熒光變色和光致變色，并且都包含
在高熒光水性聚乙烯中酒精
/硼砂水凝膠裝置。這些染料結合了剛性的雜環 Ttz 結構，可以開發具有優異可逆性和穩定循環 250 次循環的器件。含 Ttz 水凝膠的裝置在光照下也表現出光致變色，可以通過電化學循環回到無色狀態。此外，將光致變色與電致變色耦合降低了可比較的電致變色顏色變化所需的功率。最后，
含有水凝膠的裝置還顯示出電熒光變色，其中熒光可以關閉 > 90%
。
相關論文以題為
Obtaining Reversible, High Contrast Electrochromism, Electrofluorochromism, and Photochromism in an Aqueous Hydrogel Device Using Chromogenic Thiazolothiazoles
發表在《
A
dvanced Functional Materials
》上。
展開 陰極電致變色材料是指一類在高價的氧化態時為無色狀態，而在低價還原態時為著色狀態的電致變色材料。目前，研究較多的主要材料種類有三氧化鎢和三氧化鉬等。
三氧化鎢
對此，有專家制備了三氧化鎢納米線薄膜，并發現：該薄膜在電壓為負值時呈現出深藍色，電壓恢復正值時變為無色，而且具有整體變色均勻和變色迅速的特點。此外，專家們還制備了鉬摻雜三氧化鎢納米線薄膜，并發現：該薄膜在900-1800nm范圍內比純三氧化鎢薄膜具有更大的光學透過率，而且其變色速率較純三氧化鎢薄膜有顯著的提升，但是其循環穩定性較差。
近些年來，電致變色材料的研究和發展取得了十分明顯的進步。但是，不可否認的是，電致變色材離大規模商業化應用還有一段路要走。這主要是因為，即便是目前的主流電致變色材料，依然存在制備成本比較高的問題。眾所周知，在高成本困局下，商業化不太可能實現。也就是說，電致變色材料的商業化在材料制備技術獲突破后，還有一點要做——成本突圍。
來源：中鎢在線
展開 大阪大學的一支研究團隊，剛剛結合了一種“高透明紙”（納米纖維素材質，可見光透射率90%）和一種由纖維素紙漿支撐的傳統“白紙”——從而打造出了高透明度的電極和高能見度的白色電解液、并且生產出了基于紙張的電致變色（EC）顯示屏。電致變色裝置的原理是，當在EC電極上施加電壓時，離子或電子會進入電解液中的EC層（離子溶液），從而表現出染色或脫色的特性。
（研究配圖1：大阪大學研制出新型“紙張”電解質）
傳統電池變色裝置的已知問題是——（1）為了防止電解質的泄露，就必須做好密封，但薄膜的制作很是困難；（2）隨著電解液的蒸發，EC的性能也會有所衰減。
好消息是，由HirotakaKoga帶領的研究團隊，已經通過氫鍵，成功地紙張纖維素的表面上，打造出了一種支持非易失性電解液的新型紙質電解質。
其名叫1-丁基-3-甲基咪唑-4-氟硼酸根離子液體化合物（BF4），此外在由納米纖維素制成的透明紙的整個表面上，均勻地涂覆了帶有電致變色功能的導電聚合物（PEDOT:PSS）。
（研究配圖2：傳統電致變色顯示屏與新型紙質EC方案的對比）
通過一種類似三明治的夾層結構，研究團隊開發出了一種EC紙裝置。這種電致變色方案不僅解決了之前提到的那些問題，同時擁有紙張的柔韌、易彎曲特性。
此外，一種具有高光學發射系數的白色紙電解質，也提高了EC顯示屏的可見性。研究團隊稱之可兼顧傳統的書寫介質、以及電致顯示特性。
（研究配圖3：功能分子在高性能復合材料的開發中發揮了重要的作用）
結合成功開發的其它基于紙質的電子器件，比如內存、晶體管、天線、以及超級電容，我們就可以制造出新型的“紙質電子圖書”。
展開 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。
展開 本次發布會新品齊聚，全新仿生四足機器人CyberDog2作為發布會“One more thing”驚喜登場，CyberDog2電致變色版更是獲得了大量的關注。
全新發布的CyberDog2在繼承前代產品優勢的基礎上，進行了全面的技術升級，更智能、更仿生。它配備了新一代小米自研高性能電機與全新升級的19組傳感器系統，在仿生動作和交互體驗上達到新高度，能夠更好地為用戶服務，真正實現四足科技伙伴走進生活、為人類創造更大價值的理想。
此外，小米持續堅持開源共創的策略，將CyberDog2的研發技術面向全球開源，備受關注的電致變色版CyberDog2便是DKE東方科脈與小米實驗室聯合研發推出，通過電子紙動態顯示的數字化科技改變傳統靜態顯示材料的設計局限性，實現更加豐富、更加自由、更加貼近用戶需求的交互。
DKE東方科脈表示，“小米電致變色版CyberDog2的發布是DKE首次將電子紙應用至智能機器人領域的經驗，也是電子紙顯示技術跨足科技領域的里程碑，這也代表了高品質、高標準的電子紙顯示技術成果獲得了業界的高度認可。作為全球電子紙產業鏈核心企業之一，我們將攜手合作伙伴持續深耕，推動電子紙與更多領域新業態的充分結合，以創新的電子紙顯示技術產品相伴隨行、開源共創，釋放創造力、成就無限想象。”
本次DKE東方科脈采用E Ink Prism 1電子墨水技術，它能經由任意形狀與圖紋設計切割，輕松與其他表面材料、結構、應用結合，通過訂制化與程序化設計，達到顏色之間的相互轉換，讓原本一成不變的表面產生色彩變化，耐水性、耐刮涂，應用在電子消費品、家居家電、建筑外觀、展覽裝飾等領域表面，滿足實用性的同時展現制造商、設計師、用戶無止盡的創意和可能。
展開 
電致變色技術的最新內容
8月14日晚，小米新品發布會在北京國家會議中心舉行。本次發布會新品齊聚，全新仿生四足機器人CyberDog2作為發布會“One more thing”驚喜登場，CyberDog2電致變色版更是獲得了大量的關注。
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據了解，極氪001配備的EC天幕為光感天幕，即“EC固態電致變色玻璃技術”。據官方介紹，極氪 001搭載的EC光感天幕在常規狀態下為透明狀態，可正常透光，感受陽光的溫暖。在變色狀態時，玻璃為天藍色。從聲明的內容來看，不少預定車主發現，此前極氪官方在宣傳時所展示的EC天幕顏色為黑色，而最近顯示的實車照片為天藍色，而官方始終未針對車主的疑問作出回應。基于此，車主對此表示不認可，并出現了上述的維權聲明。
“Ynvisible的電致變色顯示技術非常適合我們的輕薄柔性芯片，”PragmatIC Semiconductor 首席執行官Scott White 說，“與我們的FlexIC工廠一起，這將加速我們開辟除RFID以外新市場的戰略實施，例如智能醫療設備和視覺交互包裝等。”
介紹
已經開發出越來越多的材料顯示出多功能顯色特性（如電致變色、電致熒光變色或光致變色），但迄今為止，很少有材料同時顯示所有這三種特性。具有電化學和光學活性的材料對包括智能窗戶、照明、傳感、能源生產和保護在內的各種應用具有吸引力。這對于對適應性或環境響應式外墻感興趣的建筑開發商尤其有吸引力。實現由經濟高效、易于合成的材料制成的系統將使它們易于在各種領域中使用。
電致變色技術
電致變色指在外加電場和電流的作用下材料的光學特性產生可逆變化的現象，在外觀上表現為從著色態到透明態或者從一種顏色到另外一種或幾種顏色的可逆變化。
電致變色
近年來，出現了這么一種新型材料——電致變色材料。科學家指出，電致變色材料是目前最有研究和應用前景的智能材料之一。而科學家也曾預言，智能材料的大規模應用將使得材料科學的發展發生革命性變化。那么，這智能材料是怎樣的存在呢？智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料。
為什么科學家會認為電致變色材料是目前最有應用前景的智能材料之一呢？因為電致變色材料具有特殊的性能和誘人的應用前景
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
【引言】
由于鈉元素資源相對豐富且成本低廉，基于鈉離子(Na+)的電化學體系在能源存儲領域受到了廣泛關注。也正是基于鈉離子的多方面優勢，研究人員也希望將鈉離子應用到同樣基于氧化還原反應的電致變色器件中去。顧名思義，電致變色是指材料光學屬性在外加電場的作用下發生可逆的變化的現象，宏觀表現為顏色和透明度的可逆變化，已經廣泛應用于智能窗、汽車后視鏡、智能顯示等領域。但是由于Na+離子半徑明顯大于通用的
大阪大學的一支研究團隊，剛剛結合了一種“高透明紙”（納米纖維素材質，可見光透射率90%）和一種由纖維素紙漿支撐的傳統“白紙”——從而打造出了高透明度的電極和高能見度的白色電解液、并且生產出了基于紙張的電致變色（EC）顯示屏。電致變色裝置的原理是，當在EC電極上施加電壓時，離子或電子會進入電解液中的EC層（離子溶液），從而表現出染色或脫色的特性。
（研究配圖1：大阪大學研制出新型“紙張”電解質）
