Naujos elektrochrominės medžiagos gali greitai pakeisti spalvą

Elektrochrominių medžiagų spalvos pokytis. Autorius: © Vera Hiendl, el. Konversija / LMU

Protingas stiklas gali greitai pakeisti savo spalvą naudodamas elektrą. Nauja LMU chemikų sukurta medžiaga dabar pasiekė rekordinį šio pokyčio greitį.

Naktį greitkelyje. Lietus lyja, ryškios automobilio šviesos, esančios už jūsų, akina. Kaip patogu tokiu atveju turėti galinio vaizdo veidrodį, kuris automatiškai pritemsta. Techniškai šis pagalbinis priedas yra pagamintas iš elektrochrominių medžiagų. Kai naudojama įtampa, pasikeičia jų šviesos absorbcija ir spalva. Šviesos jutiklio valdomas galinio vaizdo veidrodis gali filtruoti akinančią šviesą.

Neseniai ekspertai atrado, kad be nustatytų neorganinių elektrochrominių medžiagų, naudojant šią galimybę, taip pat galima įjungti naujos kartos labai tvarkingas tinklo struktūras: vadinamuosius kovalentinius organinius pagrindus, trumpai tariant COF. Jie susideda iš sintetiniu būdu suformuotų organinių blokų, kurie tinkamais deriniais formuoja kristalinius tinklus ir nanoporas. Čia spalvos pokytį gali sukelti naudojama elektros įtampa, sukelianti medžiagos oksidaciją ar redukciją.

Modulinės konstrukcijos principas

LMU komanda, vadovaujama Thomaso Beino (Fizinė chemija, Miuncheno LMU, klasterio, kuris taps elektroniniu meistriškumu, pranešėjas) sukūrė COF struktūras. Jų perjungimo greitis ir dažymo efektyvumas yra daug didesnis nei neorganinių junginių. COF yra patrauklūs, nes medžiagų savybes galima įvairiai koreguoti keičiant molekulines savybes. Miuncheno LMU ir Kembridžo universiteto mokslininkai tuo pasinaudojo kurdami jų tikslams tinkamus COF.

“Mes naudojome modulinės COF konstrukcijos principą ir suprojektavome idealų statybinį elementą savo tikslams su konkrečia tienoisoindigo molekule”, – sako Derya Bessinger, pirmoji Thomas Bein grupės autorė ir doktorantė. Įtrauktas į COF, naujas komponentas rodo, kad jis gali pagerinti COF savybes. „Pavyzdžiui, naudodami naują medžiagą, be absorbuojančių mažas UV bangos ilgio dalis arba matomo trumpų bangos ilgių spektro, mes taip pat galime pasiekti fotoaktyvumą arti infraraudonųjų spindulių spektro srityse“, – sako Bessinger.

Tuo pačiu metu naujos COF struktūros yra daug jautresnės elektrocheminei oksidacijai. Tai reiškia, kad net ir pritaikytos žemos įtampos pakanka sukelti COF spalvą, kuri taip pat yra visiškai grįžtama. Be to, tai vyksta labai dideliu greičiu: reakcija į visišką ir ypatingą oksidacijos spalvos pasikeitimą yra apie 0,38 sekundės, o grįžimas į pradinę būseną – tik apie 0,2 sekundės. Tai paverčia greičiausią ir efektyviausią elektroninės konversijos grupės elektrochrominę organinę sistemą pasaulyje.

Labai didelis stabilumas atliekant ilgalaikius bandymus

Už didelį greitį daugiausia atsakingi du dalykai: Laidžioji COF struktūra leidžia greitai transportuoti elektronus tinkle. Kadangi porų dydis yra optimizuotas, aplinkinis elektrolitinis tirpalas gali greitai pasiekti visus kampus. Tai būtina, nes teigiamą krūvį, susidariusį oksiduotoje COF struktūroje, reikia kompensuoti neigiamų elektrolitų jonų įkrova. Pagaliau, Miuncheno mokslininkų, kurie yra elektroninės konversijos kompetencijos klasterio nariai, produktas turi daug stabilumo. Ilgalaikiai bandymai parodė, kad medžiaga sugebėjo išlaikyti savo veikimą net po 200 oksidacijos redukcijos ciklų.

Remdamasis šiomis pagrindinėmis išvadomis, leidinys skatina kurti naują aukštos kokybės elektrochrominių dangų klasę. Akivaizdų to poreikį liudija tokios programos, kaip „išmanusis stiklas“, pavyzdžiui, saulės apšvietimas ir privatumo apsaugos langai visam pastato fasadui.

Nuoroda: Derya Bessinger, Katharina Muggli, Michael Beetz, Florian Auras ir Thomas Beinek, 2021 m. Kovo 16 d. „Greitai persijungiantis Vis – IR elektrochrominis kovalentinis organinis rėmo rėmas“. Amerikos chemijos draugijos leidinys.
DOI: 10.1021 / jacs.0c12392

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo...

Netikėti pterozaurai lengvai galėjo skristi

Nuotraukoje pavaizduota Pterodaustro guinazui banda. Autorius: dr. Markas Wittonas Naujai suformuoti pterozaurai galėjo skristi, tačiau jų skraidymo įgūdžiai galėjo skirtis nuo suaugusiųjų pterozaurų. Pterozaurai -...

Žindymas – net kelias dienas – susijęs su mažesniu vaikystės kraujospūdžiu

Net keletą dienų žindomų kūdikių kraujospūdis 3 metų amžiaus yra žemesnis nei vaikų, kurie niekada nemaitino krūtimi. Žindomų naujagimių kraujospūdis yra žemas, neatsižvelgiant į jų...

Dirbtinio intelekto naudojimas norint rasti senėjimo cheminius junginius

Iki Surėjaus universitetas 2021 m. Liepos 24 d Surrey universitetas sukūrė dirbtinio intelekto (AI) modelį, kuris identifikuoja sveiką senėjimą skatinančius cheminius junginius, atverdamas kelią farmacijos naujovėms,...

NASA apdovanojo „SpaceX“ sutartį su „Europa Clipper“ misijos įkūrimu

Jis yra NASA 2021 m. Liepos 24 d Šis vaizdas, patikslintas 2020 m. Gruodžio mėn., Rodo NASA erdvėlaivį „Europa Clipper“. Vidaus vandenynams padvigubėjus žemės vandenynų...

Newsletter

Subscribe to stay updated.