中科院上硅所曹逊研究员团队AMR：WO3快速响应电致变色器件

近日，中科院上海硅酸盐研究所曹逊研究员的AMR述评文章 “Fast-Switching WO₃-Based Electrochromic Devices: Design, Fabrication, and Applications”在线发表，对基于电解质、电极和电致变色材料三个不同方面提高器件响应速度的调制策略进行了总结，以及WO₃快速响应电致变色器件的应用领域，并对研究中面临的挑战和机遇进行了展望。

关键词：WO₃，电致变色，快速响应

The basic method for improving the response speed of ECDs involves expediting the migration of ions in the electrolyte to ensure that they getting into and out of the electrochromic layer more quickly and conveniently.

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文章内容简介

近年来，电致变色器件表现出开关可控、高对比度和低功耗等优点而得到广泛研究，使得器件在对比度、着色效率、循环稳定性和放大制造方面取得了显著的突破。然而，在一些实际的应用场所中，器件的响应速度仍然是一个主要的限制性参数。在目前的研究中，电致变色器件响应速度的调节策略可以根据三个方面来划分，即电极、电致变色材料和电解质。其本质均在于加快传输离子的迁移，以确保它们更快、更方便地进入或离开电致变色层。显然，对这三个方面的调节策略进行总结并揭示内部机理将为设计具有快速响应的电致变色器件提供有效的理论指导。

本篇述评文章介绍了提高WO₃电致变色器件响应速度有关的调制策略的最新进展，具体包括：1）详细讨论了电解质的各种调制策略，包括多价离子、质子中继式传输和混合离子协同作用；2）介绍了另外两方面的调制策略，包括复合电极和多孔电致变色材料等；3）介绍了目前快速响应WO₃电致变色器件的应用和前景。最后，总结了目前所面临的挑战和机遇。

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AMR：请问您选择该领域的初心是什

么？

作者团队：

电致变色材料作为一种智能材料，在未来发展中将占用巨大的竞争优势。在过去的几十年里，电致变色及其相关技术继续发展，一系列电致变色材料相继开发，电致变色器件持续优化，使一些非建筑用途的电致变色器件迅速商业化。并且随着“互联网＋”、人工智能、可穿戴设备等信息技术的急速进步，对作为信息窗口的显示器件提出了柔性、轻薄、省电、可折叠、卷曲、超大尺寸等要求。这些要求现阶段电致变色器件无疑都是可以实现的，其关键在于器件的响应速度。因此，对提高WO₃电致变色器件的响应速度进行系统总结，明晰其本质，为设计和开发高性能电致变色器件具有重要的科学意义与实用价值。

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AMR：您认为该领域当前最值得关注

的研究热点是什么？

作者团队：

WO₃可视化显示器的研究值得关注。随着我国“新型基础设施建设”、“物联网”及“中国制造2025”等智慧经济新发展理念的提出，柔性显示具有轻薄、柔性、大面积、低成本、节能等特点，将给整个光电产业带来一次全面的革命。由于WO₃作为一种无机材料，对人体无害，且原材料丰富，成本低，制备可工业化。在可视化显示器领域大有可为。

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AMR：您有什么科研心得想分享给

读者们？

作者团队：

材料学科是一个包容性学科，需要我们在研究的过程中具有发散思维，将各个学科进行融合创新，同时也需要我们将理论和实际应用相结合。可以在不同的角度和领域获得科研灵感和启发。因此对于材料领域的科研人员，除了要本学科具备丰富的基础知识，还需要扩展自己的知识面和研究面。

作者团队简介

曹逊研究员，博士生导师，中国科学院上海硅酸盐研究所“光热调控智能材料课题组”组长，古陶瓷与工业陶瓷中心副主任，中国科学院特聘研究员（核心岗位），上海市浦江人才和中科院青年创新促进会优秀会员。2018年获得中央军委科技委和中国科学院联合举办首届“率先杯”未来技术创新大赛决赛优胜奖（1/3），2022年获得中国新锐科技人物创新贡献奖。长期从事包括智能光热调控材料与元器件，新型节能材料及智能涂层的研究。在光热调控材料及器件领域发表SCI论文100余篇；成果被多种国际知名期刊引用3600余次，H因子33。近五年来，以第一/通讯作者在Nature Electronics（ESI高被引）, Nature Communications，Matter，Angew. Chem. Int. Ed.等国际核心期刊上发表论文70余篇。担任中国感光学会首届电致变色专业委员会青年工作组组长，上海市青年科技人才协会会员。担任Advances in Manufacturing期刊编委，The Innovation，EcoMat，Materials Research Letters，《无机材料学报》首届青年编委和SmartMat第四届青年编委，主持国家重点研发计划（课题）、国家自然科学基金等国家级项目9项。

郭建康，上海硅酸盐研究所联合培养（吉林大学）硕士研究生，2022年于吉林大学获学士学位，研究方向为无机电致变色材料的器件设计。

贾汉祥，2017年获得中国地质大学（武汉）学士学位，2022年获得中国科学院上海陶瓷研究所博士学位。研究方向是无机电致变色薄膜生长与性能表征。

扫码阅读曹逊研究员团队的精彩Account文章：

Fast-Switching WO₃-Based Electrochromic Devices: Design, Fabrication, and Applications

Jiankang Guo, Hanxiang Jia, Zewei Shao, Ping Jin, and Xun Cao*

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.2c00217

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