论文综述--电致变色材料的研究进展

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1、 本科生毕业设计（论文）论文综述本科生毕业设计（论文）论文综述 学学 院院 专专 业业 印刷工程 导导 师师 学学 生生 学学 号号 电致变色材料的研究进展 1 绪 论 1.1 研究背景 20 世纪 70 年代，信息、材料和能源被人们称作当代文明的三大支柱。80 年代， 高科技作为新技术革命的代表，又把新材料、生物技术和信息技术誉为新技术革命的 标志。主要是因为材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。随着时代的 不断发展和人们生活水平不断地提高，人们对材料的需求变的日益强大，要求也越来 越高， 对材料的开发与应用也越来越注重其功能化， 比如能量调节和转换、 记忆性能、 响应性能、信息传

2、递、自调节、自修复、低能耗和环保等特性。变色材料就是在这种 需求的基础上发展起来的一种新型功能材料1。目前，根据变色材料激发源的不同， 人们将其分为压致变色材料、电致变色材料料、热致变色材料、光致变色材料和溶剂 致变色材料等，它们的激发源分别对应压力、电、热、光和溶剂等。电致变色材料由 于其环保、节能、实用等优异性能优于热致电致变材料和光致电致变色材料，以及其 在电致变色显示器、智能窗、电子纸、电色存储器件等领域具有重要的研究意义和巨 大的应用价值，从而引起了科研工作者的浓厚兴趣。因此，开展电致变色材料方向的 研究是必然的趋势。 1.2 研究目的及意义 电致变色材料因其环保、低耗、绿色、无污染

3、、智能的特点，符合国民经济的“可 持续发展战略”的要求；符合未来智能材料的发展。电致变色材料做成的电致变色显 示器，只要显示内容不变化，就不会耗电，可以达到节能目的。同时电致变色显示器 与其它显示器相比，具有无视盲角，对比度高等优点。电致变色材料在智能窗、电子 纸、电色存储器件等领域也具有重要的研究意义和巨大的应用价值。因此，电致变色 材料成为新一代智能材料研究的热点之一。为此本论文将对电致变色材料的变色机 理、主要的电致变色材料制备及其在印刷相关领域的应用等进行综述研究，本工作将 为下一步深入的研究电致变色材料的实验和表征打下坚实的基础。 2 电致变色材料概述 2.1 电致变色现象 电致变色

4、（EC）是指材料在外加正负交替电场或电压的作用下，其反射率、透 光率等光学性能可发生稳定的可逆性变化， 在外观上表现为材料的颜色或透明度发生 可逆变化的现象2。具有电致变色性能的材料被称作电致变色材料，电致变色器件就 是用电致变色材料构成的。而今，电致变色材料的颜色变化的定义已不再局限在肉眼 所观察到的范围，而是对于近红外、远红外以及微波区域等电磁区域的一种响应。 2.2 电致变色材料的发展 六十年代初，Platt在研究有机染料时发现了电致变色现象，并对此进行了系统的 研究3。此后，人们对电致变色现象的关注越来越深入。1969 年Deb发现了在外加电 压下无定形三氧化钨（WO3）的颜色可以从无

5、色转变成蓝色，这就是非晶态WO3薄 膜的电致变色效应，并且提出了“氧空位色心”机理4，人们逐渐了解到电致变色现 象具有的独特优点及发展前景， 国内外学者也对电致变色薄膜及其应用进行了广泛研 究并取得了一定的研究成果。Deb也被认为是电致变色材料的奠基人。1973 年， C.J.Schoo等合成了紫精类有机电致变色材料，将电致变色研究首次延伸到了有机领 域，这是电致变色研究史上的又一次飞越。20 世纪 80 年代，仅授予美国专利局的相 关专利就达 600 多件， C.M Lampert等在电致变色器件的研究基础上，首先提出了可 以降低室内温控能耗的电致变色智能窗，更是受到世界各国的普遍重视，并被

6、成为是 电致变色研究的一个里程碑。1994 年，意大利威尼斯举办了第一届国际电致变色会 议(IME)，这次会议对电致变色的研究产生了不可小觑的影响。此后，欧美等发达国 家每两年举办一次电致变色国际会议，由此可见，发达国家对电致变色的研究和应用 非常重视。此外，电致变色薄膜还可应用于电致变色显示器、无眩反光镜、军事伪装 等各个领域，是极具发展前景的一种功能材料。 到目前为止，电致变色材料的研究已经活跃在各个领域，对其应用的探索也成为 科技、工业和政府高度重视的项目。国内的科学工作者近年来也开始涉足该领域的研 究工作， 主要是在无机电致变色方面， 并已取得令人瞩目的进展。 相比热致变色器件， 它们不会发生变色物质因温度改变而产生的副效应。相比光致变色与溶剂致变色，其 激发条件电压更容易实现控制，因此应用前景十分广阔。所以，电致变色材料的开发 也成为重点内容。 3 研究现状 关于电致变色材料的研究，国外起步较早，开始主要集中于无定型WO3的研究。 随着时代的不断进步， 国外学者不再