鎢氧化物在近紅外電致變色裝置中的應用

研究人員製作了1D W₁₈O₄₉納米材料用於近紅外遮罩。這些鎢氧化物薄膜在可見光區域都有很高的透過率。然而，研究人員沒有探索在變色過程中的透光率變化。研究人員製作了一種柔性電致變色裝置（Electrochromic Device, ECD），在760和1600納米之間的透射率調製為63%，然而沒有挖掘可見光和近紅外光的透射率之間的關係。當鹵素燈作為輻射資源工作時，結果發現，與電致變色（Electrochromic, EC）窗漂白時的數值相比，EC窗變暗時，試驗室背面的溫度降低了3.3℃，證明了EC膜可以有效地阻擋熱量。

逆向蛋白石結構的鎢氧化物，反蛋白石（Inverse opal, IO）結構是一種三維層狀多孔結構。它因其大的比表面積和人工有序的週期性分層結構而受到青睞。這種結構通常是通過範本輔助法實現的，其中使用的範本是蛋白石結構。在材料沉積在範本上後，去除範本，就得到了IO結構。它的大比表面積是在去除範本材料後獲得的多孔性的結果，這樣可以更好地進行電解質滲透，加速電子和離子的傳輸。

由於範本的週期性和均勻性，最終產品也具有週期性和均勻的結構，因此可以增強光的反射和折射，有利於有效降低可見光和近紅外光的透過率。Yang等用不同直徑的PS作為範本製作了有序的微孔氧化鎢IO膜，隨後通過將樣品浸入四氫呋喃（THF）中去除PS的過程，之後得到了多孔氧化鎢膜。與電致變色裝置的緻密氧化鎢薄膜相比，這種多孔薄膜在近紅外區域顯示出高的光密度和著色效率。

他們還發現，較小的多孔直徑和較高的有序多孔結構集成度可以轉化為更好的EC性能。後來，Nguyen等報導了一種均勻的SnO₂-WO₃核殼IO結構，旨在很好地控制近紅外輻射的傳輸而不降低可見光的傳輸。他們首先在ITO塗層的基礎上去除PS後得到了SnO₂ IO結構。隨後，他們對WO₃進行了電沉積。

最後，成功獲得了特定的核殼SnO₂-WO₃ IO結構。該EC膜顯示了70.3%的高可見光透明度，在有色狀態下波長為400nm的67.1%，並同時阻擋了62%的近紅外輻射。後來，Ling等採用類似的方法，也製成了TiO₂-WO₃核殼IO結構，該結構在近紅外下也顯示出良好的電致變色性能。

參考文獻：Han W, Shi Q, Hu R. Advances in electrochemical energy devices constructed with tungsten oxide-based nanomaterials[J].《納米材料》, 2021, 11(3): 692.

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