水合氧化鎢納米電致變色薄膜

電致變色是指對材料施加電壓時，材料具有可逆變化的顏色。能夠基於電化學氧化還原反應而發生光學性質(例如，顏色)可逆變化的材料被稱為電致變色材料。氧化鎢由於其優異的電致變色性能成為電致變色的研究熱點。

近年來，隨著水熱技術製備納米材料的發展，研究者希望能通過水熱方法製備納米結構的電致變色薄膜來提高其電致變色性能。儘管這些納米結構的氧化鎢薄膜的電致變色性能有所提高，但在實際應用中還存在工藝複雜、效率低，利用率差等問題。究其原因就是納米薄膜的製備都需要在FTO表面塗覆一層氧化鎢晶種層，正是因為晶種層的存在，晶種層細小的納米晶中的晶界會阻礙電子傳輸，降低傳輸效率，從而影響其著色效率，因此有學者認為，在導電玻璃基底上直接生長納米結構的氧化鎢薄膜有望突破現有電致變色薄膜材料的技術瓶頸。

為解決的技術問題，有學者採用一種自晶種生長的鳥巢狀水合氧化鎢納米電致變色薄膜的製備方法，其操作過程具備以下內容：

將FTO導電玻璃依次浸入洗潔精、去離子水、丙酮和乙醇中各自超聲洗滌15分鐘，烘乾備用。稱取5g鎢酸溶於60mL過氧化氫中，加熱至95℃，待鎢酸完全溶解後冷卻得到透明溶膠；將透明溶膠用去離子水稀釋至200mL，取其中10.5mL透明溶膠、3.5mL鹽酸(3mol/L)、10.5mL去離子水、31.5mL乙二醇倒入水熱釜中，將FTO導電玻璃浸入水熱釜，120℃保溫2小時，最後自然冷卻至室溫，取出FTO導電玻璃，用水和乙醇依次清洗後烘乾即可。所制得薄膜為正交晶相的WO₃•_0.33H₂O，從所制得水合氧化鎢薄膜的掃描電鏡照片可以看出該薄膜具有由二維納米片組成的鳥巢狀形貌。

將所制得的水合氧化鎢納米結構薄膜的電致變色性能，用三電極系統結合電化學工作站和固體紫外可見分光光度計來測定制得的水合氧化鎢納米結構薄膜的光透過率變化和電致變色回應速度，並計算著色效率。結果表明：當施加不同負壓時，水合氧化鎢納米結構薄膜的藍色逐漸加深；當施加正壓時，水合氧化鎢納米結構薄膜便會發生退色現象；薄膜的透光率在400～900nm波段有著明顯的變化，在λ＝632nm處達到了40.8％和57.6％；具有較高的變色速度及著色效率，這是因為其獨特的納米結構既縮短了離子在薄膜中的擴散路徑，又使其活性表面能夠被充分利用，從而能有效地提高薄膜的著色效率。