可自修复电致变色材料的制备及物性研究

发布时间：2025-04-26 22:40

　　传统电致变色材料及器件在长期使用过程中,不可避免因机械损伤、老化、离子反复注入/抽出等原因导致裂纹、损伤产生,严重降低材料器件的使用寿命及可靠性。受生物体伤口自动愈合的启发,将自修复功能官能团引入到电致变色材料中,制备出系列自修复电致变色薄膜,在不影响变色性能的前提下可快速、有效地修复裂纹与损伤。本文深入研究了自修复电致变色薄膜的电化学动力学及自修复过程,阐明了薄膜的氧化还原机制及变色行为,深入揭示了自修复与电致变色功能的独立增效机制,初步提升了电致变色薄膜及器件的使用可靠性,主要研究内容如下:（1）将三苯胺（TPA）作为电致变色基团,以呋喃、双马来酰亚胺为自修复基团,交联聚合制备可自修复电致变色DATPFMA薄膜。在初步实现双功能的基础上,研究了该薄膜的电化学及自修复过程,证实了自修复与电致变色双功能互不影响。DATPFMA薄膜在不同电压下可实现浅黄色（0 V）、灰绿色（0.45 V）和深蓝色（0.7 V）间的可逆变化;着色效率在580和1060 nm处分别为82.2、175.3 cm²C^-1,着/褪色响应时间分别为4.1和11.0 s;在1...

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 电致变色发展现状
        1.1.1 电致变色概述
        1.1.2 电致变色材料研究进展
    1.2 电致变色发展的问题与挑战
        1.2.1 存在的问题
        1.2.2 解决思路
    1.3 自修复材料发展现状
        1.3.1 自修复材料概述
        1.3.2 自修复材料研究进展
    1.4 本论文选题思路及研究内容
第二章 三苯胺类自修复电致变色薄膜
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料与试剂
        2.2.2 测试及方法
        2.2.3 自修复电致变色DATPFMA薄膜的制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 热力学性能研究
        2.3.2 电化学性能及交流阻抗研究
        2.3.3 电致变色性能研究
        2.3.4 自修复性能研究
    2.4 本章小结
第三章 四-N-苯基-对苯二胺类自修复电致变色材料及柔性器件
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料与试剂
        3.2.2 测试及方法
        3.2.3 自修复电致变色DAPPFMA薄膜的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 热力学性能研究
        3.3.2 电化学与电致变色性能研究
        3.3.3 自修复性能研究
        3.3.4 柔性器件的制备与性能研究
    3.4 本章小结
第四章 可自支撑自修复电致变色薄膜及仿生变色龙皮肤
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料与试剂
        4.2.2 测试及方法
        4.2.3 自修复电致变色材料DFTPA-PI-MA的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 交联密度及热力学性能研究
        4.3.2 电化学性能研究
        4.3.3 电致变色性能研究
        4.3.4 自修复性能研究
        4.3.5 “仿生变色龙皮肤”器件的制备及性能研究
    4.4 本章小结
第五章 一体化自修复电致变色材料及大面积器件
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 材料与试剂
        5.2.2 测试及方法
        5.2.3 一体化全固态自修复电致变色材料制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 理论计算与荧光验证研究
        5.3.2 电化学交流阻抗与动力学研究
        5.3.3 电致变色性能研究
        5.3.4 自修复性能研究
        5.3.5 大面积电致变色智能窗的制备及性能研究
    5.4 本章小结
第六章 全文总结及展望
    6.1 全文总结
    6.2 主要创新点
    6.3 工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果



本文编号：4041473