《基於納米銀片尺寸調控電致變色光譜的研究》是依託哈爾濱工業大學，由李娜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於納米銀片尺寸調控電致變色光譜的研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李娜
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電致變色材料具有可逆的光學變化性質，在顯示器件等領域具有廣闊的套用空間。然而由於受固定的氧化還原態限制，其光譜吸收帶固定，巨觀上表現為變色時顏色固定，因此使用單一一種材料獲得多顏色顯示較為困難。貴金屬納米材料是一種新型的光電功能材料，具有特殊的局域表面電漿共振性質(LSPR)，利用這一特殊的光學性質，使得通過調控貴金屬納米材料的微結構實現多色顯示成為可能。本項目中我們提出了一種利用貴金屬LSPR性質實現電致變色過程的新策略，通過利用電沉積法控制片狀納米銀結構生長/溶解過程，改變片狀結構尺寸，從而實現電致變色，以期拓寬變色過程中光譜可持續調節範圍，實現單一材料的多色顯示。該項目的順利實施將促進新型電致變色材料的設計和開發，同時為其在全色顯示器和光調控器件等方面的套用奠定基礎。
結題摘要
電致變色材料作為一種智慧型材料，在智慧型窗、光信息存儲及顯示器等領域有著廣闊的發展前景。開發具有顏色變換豐富、光學對比度高、著色效率高的電致變色材料是此領域的研究重點。傳統電致變色材料難以實現單一材料的多色顯示。我們提出了一種利用貴金屬LSPR性質實現電致變色過程的新策略，通過利用電沉積法控制金/銀空心結構生長/溶解過程。這一過程的實現需要兩個步驟：在基底上固定納米顆粒作為生長/溶解的種子；實現反覆的著色/褪色及變色過程。 首先，研究了利用電化學沉積法在固態基底上沉積具有各向異性結構的納米銀顆粒。通過最佳化電化學沉積條件，如施加外場電壓大小，表面活性劑濃度等，控制顆粒的尺寸和長徑比可以，巨觀上表現為薄膜的光譜性質可控。與傳統膠體法製備顆粒的不同之處在於，膠體法製備的顆粒在遇到不良溶劑時容易產生顆粒的聚集，而電沉積法獲得的顆粒與基底結合力較強，因此拓展了這種材料更廣泛的套用。 其次，隨著現代技術的發展，動態光譜調控越來越引起人們的重視，其可套用在許多智慧型光學器件上。我們設計具有空心Au/Ag的合金結構，通過溶解/沉積實現可逆的，透過率及顏色變化。我們利用中空合金結構作為特定位置，為銀的沉積提供了特殊位點，防止其自成核，從而解決了由於自成核引起的循環穩定性下降的問題，薄膜循環穩定性大幅度提升。同時，中空結構進一步增強了著色態/褪色態的對比度。 由於此類薄膜製備過程簡單，對外電場回響的敏感度高，且具有一定的記憶性能，即施加很小的電壓即可保證長時間的顏色的不變，因此具有良好的套用前景，如顯示器，智慧型窗等。
