［本站(zhàn)訊］近日，光-熱輻射研究中心劉林華教授團隊在非晶三氧化(huà)鎢納米點應用研究領域取得新(xīn)進展。團隊提出了(le)一(yī)種新(xīn)的非晶三氧化(huà)鎢納米點合成策略，同時分(fēn)析了(le)乙二醇作(zuò)爲配體對于其光緻變色和電緻變色性能(néng)的影響，并且通過與其他材料的複合該非晶三氧化(huà)鎢納米點未來有望在智能(néng)變色産品中得到廣泛的應用。該項工作(zuò)以“Amorphous Tungsten Oxide Nanodots for Chromatic Applications”爲題發表在國際頂尖材料學期刊Advanced Functional Materials（IF=19，Nature Index期刊）。山東大學能(néng)源與動力工程學院爲該成果的第一(yī)完成單位，前沿交叉科學青島研究院爲第二完成單位。山東大學教授李海增、助理(lǐ)研究員王程超，阿爾伯塔大學Eric Hopmann爲該論文的共同通訊作(zuò)者。山東大學能(néng)源與動力工程學院碩士研究生(shēng)劉鵬程和前沿交叉科學青島研究院博士研究生(shēng)王彬爲該論文的共同第一(yī)作(zuò)者。
非晶三氧化(huà)鎢已在光緻變色和電緻變色領域得到廣泛應用。由于非晶三氧化(huà)鎢納米點擁有較大的比表面積，因此其具有卓越的變色性能(néng)。然而，非晶态三氧化(huà)鎢納米點的制備仍然具有挑戰性，這是由于三氧化(huà)鎢晶格的取向生(shēng)長性質，在溫和的條件下(xià)很容易形成晶态三氧化(huà)鎢結構。因此，開發一(yī)種簡單的非晶三氧化(huà)鎢合成策略對于其實現更加廣泛的應用是十分(fēn)重要的。
圖1. 非晶三氧化(huà)鎢納米點的制備與表征
圖2. 非晶三氧化(huà)鎢納米點在電緻變色和光緻變色中的應用
基于此，光-熱輻射研究中心李海增教授，王程超助理(lǐ)研究員以及阿爾伯塔大學Eric Hopmann等人(rén)通過電解-油浴法制備了(le)尺寸爲2-5 nm的非晶三氧化(huà)鎢納米點（圖1）。首次揭示了(le)乙二醇（EG）配體對非晶三氧化(huà)鎢納米點的變色應用的影響。EG配體在非晶态三氧化(huà)鎢納米點上(shàng)的存在抑制了(le)電緻變色的特性，同時促進了(le)光緻變色的性能(néng)。然而，EG配體對三氧化(huà)鎢納米點更深的影響機制值得進一(yī)步研究和開發。作(zuò)爲概念證明（圖2），利用去除EG的非晶三氧化(huà)鎢納米點組建了(le)一(yī)種新(xīn)型的鋅陽極電緻變色器(qì)件，該器(qì)件具有快(kuài)速的顔色切換時間（着色6.5 s,褪色3.3 s）和良好(hǎo)(hǎo)的可逆性。此外，具有良好(hǎo)(hǎo)光緻變色性能(néng)的含有EG的非晶三氧化(huà)鎢納米點被用于透明光緻變色水凝膠和紡織品。光緻變色紡織品不僅可以用于可重寫的紙張，還可以用于有效的熱調節。雖然透明光緻變色水凝膠具有良好(hǎo)(hǎo)的性能(néng)，但(dàn)其長期穩定性受到保水性的顯著影響。爲了(le)克服這一(yī)挑戰，對透明光緻變色水凝膠進行适當的密封，可以保持長期的穩定性。本文報道的聚乙烯醇（PVA）光緻變色紡織品易溶于水，因此可洗光緻變色紡織品的設計值得進一(yī)步研究。這些(xiē)結果标志着與先前報道的電緻變色和光緻變色三氧化(huà)鎢相比有顯著改進，使我們的非晶三氧化(huà)鎢納米點成爲最有前途的變色材料之一(yī)，爲開發基于WO3的智能(néng)變色産品提供了(le)新(xīn)的機會。
