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专业: 有机高分子功能材料

[交流] 电致变色已有7人参与

电致变色(Electrochromism, EC)是指材料在紫外、可见光或(和)近红外区域的光学属性
(透射率、反射率或吸收率)在外加电场作用下产生稳定的可逆变化的现象，在外观上表现为颜
色和透明度的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料。用电致变色材料做成的
器件称为电致变色器件。

电致变色材料分为无机电致变色材料和有机电致变色材料。无机电致变色材料的典型代表
是三氧化钨，目前，以WO3为功能材料的电致变色器件已经产业化。而有机电致变色材料主要
有聚噻吩类及其衍生物、紫罗精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物等。以紫罗精类为功能材
料的电致变色材料已经得到实际应用。

电致变色的发展历史：

　　◆早在20世纪30年代就有关于电致变色的初步报道。
　　◆20世纪60年代，Plant在研究有机染料时发现有电致变色的现象，并进行了研究。
　　◆1969年，S.K.Deb首次使用无定形WO3薄膜制备了电致变色器件，并提出了“氧空位色心”机理。
　　◆20世纪70年代，出现了大量有关电致变色机理和无机电致变色材料的报道。
　　◆80年代末以来，新型有机电致变色材料合成和电致变色器件的制备成为一个日益活跃的研究领域。这期间，美国科学家C.M.Lampert和瑞典科学家C.G.Granqvist等人提出了以电致变色膜为基础的一种新型节能窗，即灵巧节能调光窗(Smart window)，成为电致变色研究的另一个里程碑。
　　◆1999年，Stadt Sparkasse储蓄银行为德国德累斯顿的一座新建筑物。这座大楼拥有欧洲第一面用电致变色玻璃制成的可控制外墙。
　　◆2004年1月，英国伦敦的瑞士再保险大厦玻璃幕墙使用电致变色技术。
　　◆2005年1月，法拉利Superamerica敞篷跑车的挡风玻璃和顶棚玻璃采用了电致变色技术。
◆2009年8月，欧洲最大的玻璃制造商——法国圣戈班集团宣布进军“智能窗”市场。
　　◆2008年7月，波音787客机客舱窗玻璃淘汰了机械式舷窗遮阳板，采用了电致变色技术。
　　◆2009年10月，国内首个关于电致变色的综合性网站电致变色网成立。
　　◆2009年12月15日，波音787梦幻客机试飞成功。

电致变色国际会议(International Meetings on Electrochromism, IME)

IME-1
1994年10月19日—21日，威尼斯，穆拉诺岛
1st International Meeting on Electrochromism (IME-1), Murano-Venice, Italy, October 19-21, 1994.

IME-2
1996年10月，圣地亚哥
2nd International Meeting on Electrochromism (IME-2), San Diego, October, 1996.

IME-3
1998年9月，英国，伦敦
3rd International Meeting on Electrochromism (IME-3), London, Septemper, 1998.

IME-4
2000年8月21日—23日，瑞典，乌普萨拉
4th International Meeting on Electrochromism (IME-4), Uppsals, Sweden, August 21-23, 2000.

IME-5
2002年8月6日—9日，美国，科罗拉多州
5th International Meeting on Electrochromism (IME-5), Golden, Colorado, USA, Aug. 6-9, 2002.

IME-6
2004年8月19日—9月2日，捷克斯洛伐克，布尔诺
6th International Meeting on Electrochromism (IME-6), Brno, Czech Republic, August 19-Septemper 2, 2004.

IME-7
2006年9月3日—7日，土耳其，伊斯坦布尔
7th International Meeting on Electrochromism (IME-7), Istanbul, Turkey, Septemper 3-7, 2006.

IME-8
2008年8月24日—28日，韩国，首尔
8th International Meeting on Electrochromism (IME-8), Seoul, Korea, August 24-28, 2008.

IME-9
2010年9月5日—9日，法国，波尔多
9th International Meeting on Electrochromism (IME-9), Bordeaux, France, September 5-9, 2010

电致变色材料及器件的应用

(1)电致变色显示
电致变色材料具有双稳态的性能，用电致变色材料做成的电致变色显示器件不仅不需要背光灯，而且显示静态图象后，只要显示内容不变化，就不会耗电，达到节能的目的。电致变色显示器与其它显示器相比具有无视盲角、对比度高、制造成本低、工作温度范围宽、驱动电压低、色彩丰富等优点，在仪表显示、户外广告、静态显示等领域具有很大的应用前景。爱尔兰****公司、日本****研究机构与科学****机构(JST)、德国的西门子公司、Bayer公司等也开始了电致变色显示方面的产业化研究。
目前，通过丝网印刷技术制备的电致变色显示器件已经在智能卡、智能标签等领域得到了应用。

(2)电致变色智能窗(Smart windows)
电致变色智能窗在电场作用下具有光吸收透过的可调节性，可选择地吸收或反射外界的热辐射和阻止内部热扩散，减少办公大楼和民用住宅等建筑物在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须耗费的大量能源。同时，也起到改善自然光照程度、防窥、防眩目等作用。可减少室外遮光设施、满足现在建筑物采光和美观的需要，解决现代不断恶化的城市光污染的问题。现在，美国也把电致变色玻璃作为节能玻璃开发项目的一个部分。美国****公司、德国****公司等已经把电致变色玻璃用于建筑玻璃上。

此外，电致变色智能窗在飞机、汽车等方面也有很大的应用前景。

1986年，日产公司的T.Kase等首次推出用于汽车的ECD窗户，使调光玻璃成为电致变色材料最早实现商品化的产品。

1992年，日本丰田汽车公司中心研究院以聚苯胺和WO3作为电致变色材料研制出用于汽车窗户的ECD并商品化。所研制出来的ECD在外加电压-1.8V到+1.6V范围内能有效地调节光透过率。

2002年，德国成功研制出应用在汽车智能玻璃窗上的导电高分子电致变色材料，在不同的电压作用下可呈现出蓝、绿、灰等不同的颜色，并首先在奔驰高等轿车上使用。

2004年，英国伦敦地标建筑——瑞士再保险大厦“小黄瓜”采用电致变色玻璃幕墙，成为世界上最节能的建筑。

2005年，意大利法拉利公司展出的“Ferrari Superamerica”敞篷跑车采用了利用电致变色(Electrochromic)技术，可对透过率进行5级调整。

2008年7月，波音787客机客舱窗玻璃淘汰了机械式舷窗遮阳板，采用了电致变色技术。

2009年，世界上首个太阳能电池驱动的电致变色玻璃幕墙在美国应用。

(3)汽车自动防眩目后视镜
强烈的太阳光及尾随汽车远光灯的强光照射会使汽车的后视镜产生令人眩目的反光，给道路交通造成很大的安全隐患。用电致变色材料制备的自动防眩目后视镜，可以通过电子感应系统，根据外来光的强度调节反射光的强度，达到防眩目的目的。目前，在汽车防眩目后视镜市场占主导地位的是美国的****公司。目前，该公司已经为全世界多款汽车提供了一千多万套的电致变色自动防眩目后视镜。

如果汽车防眩目后视镜技术能与光伏器件联系起来，利用光伏器件对外来光的感应产生的电能来调节防眩目后视镜的变色，可达到节能、防污染的双重目的。

(4)电致变色眼镜、护目镜
电致变色智能眼镜——采用目前世界上正在兴起的电致变色技术和电子传感器技术，镜片感应到阳光的变化时，会自动在瞬间产生变化，眼光强，镜片就变暗，阳光弱，镜片就变亮，也可根据个人的喜好进行调节。
目前，国内外公司生产的电致变色智能眼镜已经用在了安全头盔护目镜、飞行员头盔、滑雪护目镜、军用防沙尘调光护目镜和时尚眼镜。具有防紫外、保护眼睛、调节眼睛舒适度等功能，得到了滑雪爱好者、机动车驾驶者、飞行员、军队和时尚爱好者的喜欢。

更多的参考电致变色网http://www.ec-ind.com

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