【研究背景】

18世紀以來，經濟飛速發展，能源消耗持續增長，能源危機已成為當今社會最大的問題之一。以智慧方式管理建築物的能耗已成為解決能源問題的一種方法。因為建築物消耗了全球30％-40％的一次能源。智慧窗可根據建築和住戶需求在透明與著色之間切換，動態地調整來自太陽的光和熱，為建築物節能。此外，根據個人喜好，智慧窗可以控制太陽光向建築物的傳輸，調節室內和室外之間的可見性，從而實現私密性。

【工作介紹】

傳統的柔性電致變色裝置主要是基於ITO-PET柔性透明電極，然後ITO是剛性薄膜，在低應變下，極易開裂導致其導電效能急劇降低，從而影響整個器件的效能。此外，液態電解液的使用將縮短器件的壽命。近日，加拿大國立科學研究院馬冬玲教授課題組等人設計出了一種基於銀/金核/殼奈米線透明電極的柔性全固態電致變色智慧窗。該文章發表在國際頂級期刊Adv. Funct. Mater.上，黃勝雲博士為本文第一作者。

柔性電致變色智慧窗的結構圖

【內容表述】

為了實現穩定的高效能柔性電致變色智慧窗，透明電極尤為關鍵。其不僅需要滿足較高的抗氧化需求，同時需要較好的柔韌性。為此，研究者首先利用金屬外延生長的方法制備了超穩定的銀/金核/殼奈米線。之後，利用真空抽濾和熱處理工藝，製備了銀/金核/殼奈米線透明網路薄膜。最後將銀/金核/殼奈米線透明網路薄膜與聚二甲基矽氧烷（PDMS）相結合，獲得了柔性抗氧化的銀/金核/殼奈米線透明電極。

銀奈米線與銀/金核/殼奈米線

研究者利用可見-近紅外光譜儀和四探針法發現該銀/金核/殼奈米線透明電極具有良好的透光率（78%-91%）、高的導電性（15-85 Ω/sq）和較低的霧度因子。透過將該電極置於高溫高溼的環境（85℃/85% RH）下5天，發現銀/金核/殼奈米線透明電極具有優異的抗氧化效能。此外，該電極還具有極好的柔韌性，可彎曲5000次而不影響其光電效能。

銀/金核/殼奈米線透明電極的效能

最後研究者將該銀/金核/殼奈米線透明電極應用在有機電致變色器件上。為了克服液態電解液洩漏的難題，研究者選用了LiBF4/propylene carbonate/poly(methyl methacrylate) 作膠狀電解液。該電致變色器件在可見光和近紅外區具有相反的透光調製效能。此外，該器件還具有出色的柔韌性（可彎曲1000次）和快速的切換時間(5.9S)。

柔性電致變色智慧窗的光學效能

鑑於其優異的電致變色效能及穩定性，該器件在下一代智慧窗中具有廣闊的應用前景，且將對我們的未來生活產生重大影響。

Huang, S.; Liu, Y.; Jafari, M.; Siaj, M.; Wang, H., Xiao, S.; Ma, D. Highly Stable Ag-Au Core-Shell Nanowire Network for ITO-Free Flexible Organic Electrochromic Device. Advanced Functional Material 2020, DOI:10.1002/adfm.202010022

作者簡介

馬冬玲教授：為加拿大首席科學家，加拿大國立科學研究院終身教授。領導團隊從事奈米材料的合成，效能及其在能源,環境,光催化和生物醫學方面應用的研究，在國際著名期刊J. Am. Chem. Soc., ACS Nano, Nat. Community., Energy Environ. Sci.,Chem. Soc. Rev., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater.等發表學術論文150餘篇。馬冬玲教授是ACS Energy Lett., ACS Appl.Nano Mater., Sci. Rep.等雜誌的（顧問）編委.

研究小組主頁：https://inrs.ca/en/research/professors/dongling-ma/

黃勝雲：博士畢業於加拿大國立科學研究院，主要研究方向為金屬奈米線透明電極的製備及其在新型智慧窗中的應用。