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2020-12-30
電致變色材料被廣泛應(yīng)用于智能窗戶、信息存儲和防眩暈后視鏡等領(lǐng)域。研究較多的電致變色材料主要有金屬氧化物、紫精類化合物、共軛聚合物等。目前，尚無氫鍵有機(jī)框架化合物（HOFs）應(yīng)用于電致變色的研究報道。然而，HOFs應(yīng)用于該領(lǐng)域具有獨特優(yōu)勢：HOFs材料無需引入額外的基團(tuán)（如引入官能團(tuán)進(jìn)行配位、聚合等），僅由變色的基元通過氫鍵自組裝便可成功制備，具有原子經(jīng)濟(jì)的特點。HOFs材料易于回收和重新制備。此外，HOFs材料表面存在大量未成對的氫鍵給體和供體，如羧酸、氨基等，為HOFs材料的后修飾和改性提供了可能。
中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點實驗室研究員曹榮課題組和研究員劉天賦課題組合作，利用電泳法快速、便捷地制備了一種具有長循環(huán)壽命、可逆電致變色性能的氫鍵有機(jī)框架薄膜。進(jìn)一步把具有氧化還原活性的Fe離子修飾在顆粒表面及內(nèi)部缺陷中殘留的羧酸基團(tuán)上，可實現(xiàn)材料更豐富的顏色變化。此外，材料可以通過簡單的淋洗-重結(jié)晶-重新電泳的方法再生。為進(jìn)一步證明HOFs薄膜的實用性，科研人員將制備的薄膜組裝成器件，其表現(xiàn)出與薄膜相似的電致變色行為。
該研究為HOFs的成膜以及器件制備提供了可行思路，也提供了HOF材料應(yīng)用于電致變色的研究實例。相關(guān)研究成果以An Electrochromic Hydrogen-Bonded Organic Framework Film為題，發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition上。
此前，曹榮及劉天賦研究團(tuán)隊在HOF材料的設(shè)計及成膜方面也取得了其它重要進(jìn)展，如Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 7691–7696; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 15, 7218–7224，ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 26, 29854–29860 等。
福建物構(gòu)所電致變色氫鍵有機(jī)框架薄膜研究獲進(jìn)展
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