Framsteg inom elektrokroma beläggningar kan föra oss närmare miljövänliga sätt att hålla inomhusutrymmen svala. Precis som glasögon som mörknar för att ge solskydd kan de optiska egenskaperna hos dessa transparenta filmer ställas in med elektricitet för att blockera solvärme och ljus.
Nu visar forskare i ACS Energy Letters en ny elektrokrom filmdesign baserad på metallorganiska ramverk (MOFs) som snabbt och pålitligt växlar från transparent till bländningsminskande grönt till värmeisolerande rött.
Hongbo Xu och hans kollegor använde MOF:er i sin elektrokroma film på grund av de kristallina ämnenas förmåga att bilda tunna filmer med porstorlekar som kan anpassas genom att ändra längden på den organiska ligand som binder till metalljonen. Dessa egenskaper möjliggör förbättrat strömflöde, mer exakt kontroll över färger och hållbarhet.
I demonstrationer tog Xus elektrokroma MOF-film två sekunder att växla från färglös till grön med en elektrisk potential på 0,8 volt, och två sekunder att växla till mörkröd med 1,6 V. Filmen behöll den gröna eller röda färgen i 40 timmar när potentialen sjönk, såvida inte en omvänd spänning applicerades för att återföra filmen till sitt transparenta tillstånd.
Filmen fungerade också tillförlitligt genom 4.500 cykler av växling från färgad till klar. Med ytterligare optimering menar forskarna att deras avstämbara beläggningar skulle kunna användas i smarta fönster som reglerar inomhustemperaturen, liksom i intelligenta optiska enheter och sensorer i mindre skala.
Förutom Xus MOF-baserade elektrokroma film har flera andra forskargrupper rapporterat om elektrokroma beläggningar, bland annat en UV-blockerande men visuellt transparent strålningskylande film, en färgstark växtbaserad film som blir kallare när den utsätts för solljus och en temperaturkänslig film som blir mörkare vid kallt väder och ljusare när det är varmt.
Ytterligare information: Biphenyl Dicarboxylic-Based Ni-IRMOF-74 Film for Fast-Switching and High-Stability Electrochromism, ACS Energy Letters (2024). DOI: 10.1021/acsenergylett.4c00492. pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.4c00492
