《光電變色回響材料的新機制設計及器件》是依託四川大學，由王躍川擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：光電變色回響材料的新機制設計及器件
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王躍川
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光致變色和電致變色材料是變色回響材料的一大類，在高密度信息存儲、新型顯示器件、微納米光機電系統、光通訊、智慧型識別、環保型建築的自動調節陽光的智慧型窗等有不可或缺的套用。紫精以及導電聚合物同時具有光致變色和電致變色的功能，變色機理都是電子的注入或抽取的氧化還原反應，但它們的光致變色和電致變色經由不同的電子注入途徑，因此，機理上不能交叉，即不能通過光寫入電擦除，或電寫入光擦除。本項目我們將研究採用包括多種納米材料，再結合用外電場作用等方法，使光激發產生的光電子轉移、分離出來，實現光致生色、電致退色，使EC和PC的機理交叉。通過光學可以實時、快捷輸入精細的圖像，電致變色器件可以不需要複雜的圖形電路，以新的方式顯示和信息存儲，進一步可以開發出全光寫入、電擦除的新一代高密度信息存儲器件，並可能實現三維圖象的實時顯示，項目具有極大的科學和套用價值。
結題摘要
本課題從三方面開展了研究：1、研究紫晶類變色回響材料的光致變色和電致褪色交叉的機理，即實現光寫入、電擦除；2、探索紫晶高分子變色功能材料的性能和高效製備方法，開發套用價值；3、研究紫晶功能基團的新化學特性和新套用。在第一方面，發現雖然小分子紫晶製備器件，不能實現光寫入、電擦除的變色模式，但將高分子化的紫晶固定在器件的電極上，限制變色官能團在器件電極間的自由遷移，可以使器件具有可逆的光寫入、電擦除性能，實現光致和電致變色的交叉轉化，而且器件有較好的可逆穩定性。推出了光寫入-電擦除的變色機理：紫外光輻照下在兩電極之間生成了聚紫精陽離子自由基，使器件著色，當對器件施加外加電壓時，在正極的單價陽離子自由基被氧化成初始的二價紫精陽離子，而靠近負極的陽離子自由基則可能被還原為零價的聚紫精。因為二價和零價的紫晶可見光範圍內均為消色態，因而器件在外加電場的作用下褪色。在第二方面，合成和表征了多種側基以及超支化的聚合物紫晶，建立了光固化一步製備紫晶功能薄膜的方法，用多種手段考察和研究了薄膜的結構以及光致-電致變色性能，發現這些薄膜有優異的變色回響能力和穩定性，為紫晶功能材料的套用取得了數據；還建立了一種以聚合物乳液粒子製備納米多孔膜的方法，用單一粒子可以得到光學透過率大於99%的多孔膜，用兩種粒子配合則可調劑多孔膜的孔隙率，並獲得優異光學減反性能和耐超聲清洗的能力，為器件的多孔電極製備提供了理論基礎指導。在第三方面，發現在適當條件，紫晶分子可以催化/引發丙烯酸、丙烯醯胺、丙烯酸酯酯類單體進行光聚合，效率與商品光引發劑相當，用納秒閃光光譜以及順磁波譜等手段研究了光聚合的中間態，提出了紫晶的催化/引發聚合機理。研究工作已發表論文10篇，獲發明專利1項，培養多名博、碩士研究生。
