基于质子耦合电子转移机理的双稳态电致变色材料与器件

Even though steady progress has been made on improving power efficiency over the past, most of electricity is still used for display in many consumer electronics at present. With concern of saving energy and improving sustainability on earth, bistable display media has been considered as an ultimate solution but has proved to be extremely challenging. In this project, the first bistable electrochromic display is reported based on electroacid/electrobase theory. Firstly, the electroacid/electrobase theory used in the bistable electrochromic display will be investigated. And then the display device will be optimized. The accomplishment of this project will develop the new electrochromic materials based on the novel mechanism, the new way to the bistable display with high energy-efficiency for the shortage of fossil fuels and serious environment problems.

随着科技的发展和人类需求的不断增加，电子显示材料每年的耗能巨大，降低显示器的能耗、提高能量的利用效率是解决显示器耗能的重要方法。双稳态显示器被认为是最有效的节能显示器，然而如何开发出一类双稳态显示器一直被科学家认为是难点和挑战。本项目将结合申请人提出的可逆电致酸/碱理论，开发出基于质子耦合电子转移机理的双稳态电致变色显示器,突破传统电致变色材料应用的瓶颈，真正实现超级省电的双稳态显示。首先，本项目将系统研究可逆电致酸/碱理论用于双稳态电致变色显示材料的理论基础。其次，构建电致变色器件，开发能够提高响应速度的器件结构。本项目的顺利实施有望发出一类新型双稳态的超级省电显示器件，为解决当下能源危机和环境问题做出贡献。

开发双稳态显示材料和器件被认为是降低显示能耗、提高能量的利用效率的重要方法之一，然而如何开发出一类双稳态显示器一直被科学家认为是难点和挑战。本项目基于负责人提出的可逆电致酸碱理论，制备合成了几十种电致酸和电致碱材料，探究了材料结构与电致变色性能的关联关系；并利用了原位光学表征、理论计算等方法，系统的研究了电致变色机理及其电致酸碱强度的定量标定方法；通过优化电致酸碱的种类、器件的结构及其制备工艺，探究了该类电致变色器件的制备方法及其对应的性能，明确了电致酸碱分子应用于电致变色材料和器件的可行性及其应用价值，并探究了该类电致变色材料应用于电子价签、广告牌、保密显示等双稳态反射型显示材料中的优缺点。相关工作在Nature Materials, Nature Communications等期刊发表SCI论文13篇。