电化学反应的精确量化控制实现可见光谱的按需适应性

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近日，中国科学院深圳先进技术研究院成会明院士、唐永炳研究员及刘齐荣博士团队联合北京航空航天大学刁训刚教授等通过量化过渡金属氧化物材料电化学性能与光学性能耦合关系，实现了对电致变色材料与器件可见光谱的精准量化调控。相关研究成果“On-demand engineerable visible spectrum by fine control of electrochemical reactions”在线发表于《国家科学评论》（National Science Review，NSR）。

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）。