本技术涉及一种新型共轭聚合物材料,该材料具备中性态绿/黑色至透明电致变色性能。详细介绍了该共轭聚合物材料的制备方法,包括环醚修饰对二溴苯环单体和噻吩衍生物的合成过程。此外,还探讨了该材料在电致变色技术中的潜在应用,展示了其在智能窗户、显示器等领域的应用前景。
背景技术
电致变色材料作为一种新型功能材料逐渐引起了人们的广泛关注。近年来,电致变色显示作为一种典型的非发射(无源)显示技术,受到了广泛的关注,有望成为下一代显示器之一。在电致变色领域中,黑色和高透射状态之间可逆切换的材料由于广阔的应用领域(例如电子纸、智能窗、电致变色眼镜)而受到了广泛的关注和研究。溶液加工型共轭聚合物作为新一代电致变色材料,具有颜色易调节、机械柔性好、响应时间快、加工性能好等优点,为黑色到高透射切换材料的制备提供了一个良好的平台。与红色、绿色等颜色到高透射切换的共轭聚合材料相比,黑色到高透射切换材料的实现更为困难,由于其不仅需要在中性状态下具有在整个可见光区的全吸收,而且还需要在氧化状态下时实现相同波段范围内的高透过性。到目前为止,制备高性能的黑色到高透射共轭聚合物材料仍然是一个巨大的挑战。
经过大量研究人员的努力,已经开发了许多策略来实现黑色到高透射切换的共轭聚合物材料的制备,例如供体-受体(D-A)设计理论、侧链悬挂、颜色共混等。其中,D-A设计理论是设计制备黑色到高透射材料最常用的途径。有学者通过控制D单元ProDOT和D-A-D单元ProDOT-BTD-ProDOT的投料比,利用三氯化铁随机氧化聚合报道了第一个基于D-A设计方法的可溶性黑色到高透射切换的共轭聚合物材料。这项开创性的工作为黑色共轭聚合物材料的设计制备打开了大门。此后,基于不同的供体或受体单元,结合不同的聚合方法,研究者们设计合成了许多黑色到高透射换的共轭聚合物。
通过研究比较上述结果,我们发现了一个共同的特征,即目前所有的黑色到高透射切换的共轭聚合物均采用多个单元随机共聚实现,本发明通过调节D-A中具有不同吸收片段的单体结构的投料比,并引入环醚修饰的二溴苯环单体,该单体可降低聚合物的氧化电位,合成了具有在整个可见光区(400-780nm)延伸的吸收光谱的高稳定性绿/黑色共轭聚合物。
实现思路