双稳态显示材料与技术因其能在不耗电条件下保持稳定的无色和有色状态，被视为是解决电子显示器高能耗的最有前景的一种方案。在众多相关的电致变色材料中，金属-有机杂化材料因兼具无机电致变色材料优异的稳定性以及有机材料结构易修饰、颜色可调性好的优点，具有很好的电子显示应用潜力。然而遗憾的是，受传统电致变色机制和材料设计策略的限制，开发出具有优异双稳态特性的金属-有机杂化电致变色材料一直是个挑战，尤其是如何使其真正适用于对初始透过率有更高要求的未来双稳态显示器件更是如此。
图1. 基于动态配位作用的电致变色聚合物及其变色机理。图片来源：Adv. Mater.
为解决上述问题，吉林大学化学学院的张晓安教授团队提出了全新的利用电场来调控金属离子氧化状态和与染料分子的动态配位作用，进而诱导染料分子结构和颜色的快速可逆变化的策略。并率先展示了颜色变化种类丰富、性能优异的液态电致变色体系（Chem, 2021, 7, 1146-1148）。近期，该研究团队通过分步高分子聚合和自组装赋予了该体系的双稳态性能。基于该策略，他们利用联吡啶基团与金属离子之间的配位作用，合成了含金属离子的功能聚合物，结合将染料分子聚合化和两类聚合物的自组装和良好匹配，有效的抑制了之前体系存在的活性组分扩散对双稳态维持的不利影响，设计并制备出一类新型的双稳态电致变色聚合物体系（图1）。该材料和器件展现出初始透过率高、性能优异的双稳态电致变色性质，基于此他们探究了其在未来的双稳态柔性透明显示应用的可能性（图2）。该研究的成功和收获有望推动新型双稳态电子材料的设计和新型节能显示技术的发展。
图2. 双稳态电致变色器件及在柔性透明显示中的应用。图片来源：Adv. Mater.
该工作发表在Advanced Materials 上。文章第一作者是吉林大学的“鼎新学者”王宇洋博士，通讯作者是吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室的张晓安教授和张宇模副教授。该研究得到国家自然科学基金委、中国博士后面上基金、博士后特别资助和中央高校基本科研业务费专项资金的支持。
Dynamic metal-ligand interaction of synergistic polymers for bistable see-through electrochromic devices
Yuyang Wang, Ruipeng Shen, Shuo Wang, Yu-Mo Zhang, Sean Xiao-An Zhang
Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202104413
张晓安教授 1982年毕业于吉林大学化学系，1987年获得英国巴斯大学理学博士学位，随后在美国西北大学从事博士后研究，曾历任美国Aldrich等公司高级研究员，惠普公司中央研究院项目首席研究员，2008年全职引进回国，2010年秋调入吉林大学超分子国家重点实验室。曾在 Nature Materials等国际顶级专业杂志发表SCI研究论文一百多篇，并获百余项国内外发明专利（美国等）的授权。其主要研究方向：功能仿生材料及技术；刺激响应功能材料；分子和纳米光电材料及器件；动态超分子化学及微观反应动力学机制。
https://www.x-mol.com/university/faculty/11068
张宇模副教授 2015年获得吉林大学有机化学博士学位，2015年至2017年任吉林大学化学学院讲师，2017年至今任吉林大学化学学院副教授。吉林省青年人才托举工程项目被托举人。在 Nat. Mater., Chem. Soc. Rev., Chem, Adv. Mater., Angew. Chem.等SCI杂志发表学术论文20余篇。其主要研究方向：新型仿生智能光电显示材料。
https://www.x-mol.com/groups/zhangyumo
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