顆粒在線訊：現(xiàn)代的主流顯示技術(shù)與材料帶給了人們豐富的視覺體驗和生活便利，但是其高能耗并不利于環(huán)境和社會的可持續(xù)發(fā)展。雙穩(wěn)態(tài)電致變色顯示材料因其能夠在無耗能條件下保持有色態(tài)和無色態(tài)（兩種）相對穩(wěn)定的狀態(tài)，是降低顯示器能耗的一種有前途的解決方案。相比各類電致變色材料，金屬-有機雜化材料因兼具有機材料結(jié)構(gòu)易修飾、顏色可調(diào)性好的優(yōu)點以及無機電致變色材料優(yōu)異的穩(wěn)定性，具有很好的應(yīng)用潛力。然而，受電致變色機制和材料設(shè)計策略的限制，開發(fā)出具有優(yōu)異雙穩(wěn)態(tài)特性的金屬-有機雜化電致變色材料一直是個挑戰(zhàn)，尤其是初始透過率有較高要求的雙穩(wěn)態(tài)顯示器件。

圖1 基于動態(tài)配位作用的電致變色聚合物及其變色機理。

為解決上述問題，吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院張曉安教授團隊在前期工作中首次提出了利用電刺激調(diào)控金屬離子與染料分子之間的動態(tài)配位作用來誘導(dǎo)染料分子結(jié)構(gòu)和顏色的可逆變化的策略。實現(xiàn)了顏色變化種類豐富、對比度高、著色效率好的液態(tài)電致變色體系（Chem, 2021, 7, 1146-1148）。近期，研究團隊基于該策略，利用聯(lián)吡啶基團與金屬離子之間的配位作用，合成了含金屬離子的功能聚合物，結(jié)合將染料分子聚合化，有效的抑制了活性組分擴散對雙穩(wěn)態(tài)維持的不利影響，設(shè)計并制備出一類新型的雙穩(wěn)態(tài)電致變色聚合物體系（Fig. 1）。通過光電子能譜、紅外光譜、電化學(xué)工作站、紫外-可見吸收光譜等儀器和方法，證明了含吡啶的配體聚合物對金屬離子的配位作用以及金屬離子聚合物對染料分子功能聚合物結(jié)構(gòu)變化的可逆誘導(dǎo)作用。結(jié)合功能材料組分和體系微環(huán)境的優(yōu)化，所制備的電致變色器件展現(xiàn)出初始透過率高、雙穩(wěn)態(tài)性能優(yōu)異的電致變色性質(zhì)，并探究了其在雙穩(wěn)態(tài)透明顯示應(yīng)用的可能性（Fig. 2）。該工作將豐富雙穩(wěn)態(tài)電致變色體系的設(shè)計方法，同時推動各類開關(guān)分子和器件在節(jié)能顯示中的應(yīng)用。

Fig 2 雙穩(wěn)態(tài)電致變色器件及在柔性透明顯示中的應(yīng)用

該工作以“Dynamic metal-ligand interaction ofsynergistic polymers for bistable see-through electrochromic devices”為題發(fā)表在《Advanced Materials》上（Doi:10.1002/adma.202104413）。文章第一作者是吉林大學(xué)“鼎新學(xué)者”博士后王宇洋博士，通訊作者是吉林大學(xué)超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室的張曉安教授和張宇模副教授。該研究得到國家自然科學(xué)基金委、中國博士后面上基金、博士后特別資助和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金的支持。

通訊作者簡介

張曉安教授1982年畢業(yè)于吉林大學(xué)化學(xué)系，1987年獲得英國巴斯大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位，隨后在美國西北大學(xué)從事博士后研究，曾歷任美國Aldrich等公司高級研究員，惠普中央研究院項目首席研究員，2008年秋全職引進回國，2010年秋調(diào)入吉林大學(xué)超分子國家重點實驗室。曾在 Nature Materials，Nature Communications 等國際頂級專業(yè)雜志發(fā)表SCI研究論文一百多篇，并獲百余項國內(nèi)外發(fā)明專利（美國等）的授權(quán)。其主要研究方向：刺激響應(yīng)功能材料；功能仿生材料及技術(shù)；動態(tài)的超分子化學(xué)及微觀反應(yīng)動力學(xué)機制；分子和納米光電材料及器件。

張宇模副教授 2015年獲得吉林大學(xué)有機化學(xué)博士學(xué)位，2015年至2017年任吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院講師，2017年至今任吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院副教授。吉林省青年人才托舉工程項目被托舉人。在 Nat. Mater., Chem, Adv.Mater., Angew. Chem. 等SCI雜志發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇。其主要研究方向：新型仿生智能光電顯示材料。