【產(chǎn)通社，9月24日訊】上海理工大學（University of Shanghai for Science and Technology, USST）官網(wǎng)消息，化學學院電致變色材料課題組在電致變色智能窗領域取得最新進展，相關研究以“基于陰陽離子共嵌入的多波段調(diào)控電致變色智能”(Electrochromic smart windows with co-intercalation of cations and anions for multi band regulations)為題發(fā)表在《自然?通訊》(Nature Communications)上，碩士研究生孫佳偉為第一作者，王金敏教授、馬董云副教授與南方科技大學溫瑞濤研究員為共同通訊作者，上海理工大學為第一單位。

為了滿足居住的舒適度，居民對于室內(nèi)照明、制冷/供暖和通風的需求日益增長，導致建筑能耗占到能耗總量的大約40%。窗戶作為能源利用效率最低的部件之一，其節(jié)能化改造是建筑節(jié)能中的研究熱點。研究發(fā)現(xiàn)，電致變色智能窗能夠在幾伏的小電壓下變色，從而可以動態(tài)調(diào)控太陽光和熱的傳輸，是一項關鍵的節(jié)能減排技術，對我國實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”的雙碳戰(zhàn)略意義重大。此外，電致變色智能窗應用于汽車天窗、高鐵窗戶和飛機舷窗，不僅可以實現(xiàn)交通工具內(nèi)部的調(diào)光，還可以節(jié)能、隔熱，已成為交通領域的研究熱點。

通常，電致變色智能窗是通過離子在材料中的嵌入/脫出，伴隨著電子的轉(zhuǎn)移，來實現(xiàn)著色態(tài)和褪色態(tài)的切換。然而，現(xiàn)有的研究長期局限于“搖椅式”的陽離子（如H?、Li?、Zn2+）的嵌入/脫出機制，而忽視了陰離子的作用，導致相關機理不清晰。為此，研究人員首次證明了陰離子（F-、Cl-、Br-、SO42-）可以在普魯士藍薄膜中嵌入與脫出，并設計了基于普魯士藍和鈮鎢雙金屬氧化物（Nb18W16O93）的電致變色器件，其中變色源于K+的嵌入與脫出。

該研究首次揭示了Cl-嵌入主導的普魯士藍到普魯士綠/普魯士黃的變色機制，解決了電極電荷失衡難題。所設計的電致變色器件通過K+和Cl-的陰陽雙離子共嵌入策略實現(xiàn)了多波段動態(tài)調(diào)控，器件同時具備全透、亮藍、深藍與綠色四種狀態(tài)的可逆切換，并實現(xiàn)了6000次的優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性，為下一代高性能電致變色智能窗的開發(fā)開辟了新路徑。

查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://www.usst.edu.cn/2025/0810/c929a64562/page.htm，以及https://doi.org/10.1038/s41467-025-61854-3。（Robin Zhang，產(chǎn)通數(shù)造）    （完）