电致变色材料
日期：2019-04-18 14:11
电致变色材料在通电后可迅速改变其亮度和颜色,因而可用计算机控制该材使其与目标所处环境的亮度和颜色相匹配,达到可见光隐身目的(隐身材料)。国外研究较成功的是美国佛罗里达大学在空军的资助下,专门研制的避免飞机在可见光范围内被发现的3种电致变色聚合物材料,它们是十四烷基取代基聚合(3,4乙烯二氧噻吩)的聚合物、聚合(3,6二2(3,4乙烯二氧噻吩)]N甲基咔唑)的聚合物和聚苯乙烯。上述3种材料均可用于制造飞机座舱以及未来的整架飞机,在控制之下还能够在可见光和红外光谱范围内闪光,迷惑导弹识别飞机目标。
十四烷基取代基聚合(3,4乙烯二氧噻吩)的聚合物( PE-DOT C4H29):把小电压施加到该聚合物薄膜上,该薄膜在0.8s内就可发生紫红色与近似透明颜色之间的可逆转变。该聚合物是阴极着色聚合物,还原形式为着色状态,其能带隙Eg大约为1.78eV。在还原的中性形式下,该聚合物薄膜为深紫红色,在可见光谱范围内具有很大的吸收率。在氧化形式下,该聚合物为近似透明的浅绿色,其可见光吸收率降低。
聚合{3,6-二[2-(3,4-乙烯二氧噻吩)N-甲基咔唑}的聚合物:该聚合物是阳极着色聚合物,氧化形式为着色状态,其能带隙Eg为2.5eV。在氧化形式下,该聚合物薄膜为深蓝色,在可见光谱范围内具有很大的吸收率。在还原形式下,该聚合物为近似透明的浅黄色,其可见光吸收率降低。
聚苯乙烯:其特点是在施加电压后能发光,亮度可超过计算机终端亮度许多倍。近几年,人们发现这种材料在战场上不仅能用作被动伪装材料,而且经过改性还能用作主动伪装材料。具体做法是在装甲车辆的车体上涂一层经过改性的聚苯乙烯薄膜,然后将该薄膜与一个智能处理和环境感知系统相连。这样改性的聚苯乙烯薄膜能根据需要呈现各种颜色的光。如刮风的时候,环境传感器能自动向智能处理器传送有关风力大小的信息,智能处理器随即能使聚苯乙烯薄膜展示的图案发生变化,使它能产生像周围树叶一样随风摆动或摇晃的视觉效果,从而起到主动伪装的效果。目前,有关聚苯乙烯主动伪装材料的研究尚存在两个问题一个是其时效问题,即随着时间的流逝,究竟有哪些因素会影响薄膜的性能;另一个是这种材料的频谱特性,其中包括弄清这种材料对雷达波的反射率以及开发具有红外频谱特性的改性材料等。如果在这些方面的研究取得成功的话,这种伪装材料就能同时对付可见光、微波和红外等探测系统的监测。
关于电致变色材料,目前的预先研究已经掌握了对颜色变化的控制。如CNRS的凝猜材料化学实验室已成功研究出可以控制颜色变化时间的方法,并保证在不足1s的时间进行颜色转换。但变色材料的寿命和亮度控制是其发展的瓶颈。
上一篇：热致变色材料