电化学反应的精确量化控制实现可见光谱的按需适应性 | NSR

海归学者发起的公益学术平台

分享信息，整合资源

交流学术，偶尔风月

由于持续可逆地改变光学特性的固有能力，光谱调控材料和器件在许多光电领域（如伪装、显示器、红外隐身、智能窗等）展现出潜在应用前景。为了满足自适应需求，动态精确地调节光材料与器件的光学特性至关重要。到目前为止，已经发展了几种光谱控制技术，如电致/热致/光致/磁致/力致变色器件和仿生变色系统，它们主要是通过电化学氧化还原反应、相变或纳米/微观结构变化来操作其光学性能。然而，其中相变需要相对固定的工作温度，并存在热迟滞的问题；而纳米/微观结构特性的精细控制是极其困难的，这使得精确调节光学特性具有挑战性。

鉴于此，该工作建立了一个电致变色的电光效率指数：

ε= ΔαL/nF，

来进行光学指纹识别和精确评估电致变色材料的电化学氧化还原反应，揭示了材料光学性质和电化学反应之间的定量相关性（图1）。

图1. （a）电致变色电光效率指数的理论分析示意图；（b）面容量变化对应的光学性能变化以及光学照片；（c）理论计算和恒流法得到的光密度比较。

由于电流电化学反应中的电荷转移过程可以定量调节：

允许精确控制电致变色器件的最终光学性能和按需适应性，进而提出了一种静电流控制策略来实现材料与器件的高精度光谱调控。这工作不仅为未来精确光谱可调性自适应光电子应用提供了理论与实验基础，而且还将促进广泛的光谱电化学、电化学能量存储、电催化和材料化学的原位定量研究。

该研究工作得到了国家自然基金、广东省重点专项、深圳市等科技项目资助。