您现在所在的位置:首页» 新闻网» 科研学术» 正文

bt365官网方岱宁院士团队在材料类顶级期刊Adv. Funct. Mater.上发表文章

供稿: 先进结构技术研究院 编辑: 吴楠
(2018-11-22) 阅读次数:
【字号  大

2018年11月17日,着名材料科学期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials,2018,1806383。)报道了bt365网站先进结构技术研究所副教授方一宁在线研究,陈浩森副教授,宋伟力副教授。一种基于电化学精密控制的新型硅基电化学 - 机械 - 光学耦合仿生变色装置。该研究基于一种新的电化学 - 机械耦合变色控制机制,实现了对可见光宽带的精确调节,并具有独特的彩色/银色切换功能。

近年来,宽带彩色显影材料和器件的精确调控已引起越来越多研究者的关注。仿生结构变色材料在伪装工程,信号通信和热控制领域具有广阔的应用前景。目前,大多数仿生结构变色材料需要复杂的制备工艺和特定材料的融合。调节范围仅适用于可见光的特定频带。甚至一些仿生结构变色装置也经常被预先设计,并且难以实现自变色调节。特征。

图1通过模拟章鱼皮肤变色机制设计电化学精确控制变色硅膜

有许多种生物可以适应颜色伪装。以章鱼为例。当外部环境发生变化时,章鱼可以通过积极调节皮肤细胞中的蛋白质体积来改变不同界面的光的相位差,从而实现皮肤。变色。方云宁的研究小组设计了一种具有稳定可逆膨胀的硅膜电极,以模仿章鱼皮肤的变色机制,巧妙利用锂插入电位(<1 V)精确控制锂离子在硅膜中的脱嵌行为,实现硅膜。高精度的体积变化控制,改变硅膜的结构,产生光反射的干涉和消光条件,并获得一系列绚丽的色彩。值得一提的是,可以控制硅膜中锂嵌入的程度,以关闭或打开光干涉,并且该装置可以实现彩色到银的切换功能。

该团队通过实验和理论模拟,进一步研究了仿生变色装置中的电化学 - 机械耦合变色机理。采用椭圆光度法测试了不同锂化程度的纳米硅薄膜的光学常数(折射率和消光系数)以及相应纳米硅薄膜的厚度。验证了锂化纳米硅薄膜的化学演变。通过建立光学理论模型,预测了不同锂嵌入度的器件的反射率,预测结果与实验测试结果一致,进一步验证了仿生变色器的调节机理。

图2光学理论模型的建立

该仿生结构变色装置具有很强的设计和应用前景,可以改变硅膜的初始厚度和导电集电器的颜色,可以任意定制所需的色彩控制范围。可以通过光刻来定制各种光刻图案。此外,变色系统和硅基锂离子电池具有良好的相容性,在硅基锂离子电池的可视化实时监测方面具有很大的应用前景。

图3变色装置在光学显示器中的应用

研究结果首次报道了纳米硅膜在锂嵌入过程中的变色现象,揭示了电化学 - 机械耦合变色的机理,设计并制作了基于硅负极的仿生变色装置,未来仿生结构变色材料的研究。开辟了一个全新的方向。研究团队的研究团队认为,进一步优化变色膜的结构可以实现更稳定的仿生结构变色装置。同时,独特的变色控制电化学机制具有很强的通用性,可以应用于其他材料,具有锂的体积收缩膨胀的作用。

方一宁院士,陈浩森副教授和bt365网站宋伟力副教授是本文的合着者。包玉华,博士北京大学的学生和bt365网站的硕士生韩宇是本文的共同第一作者。参加这项工作的还有bt365网站陈仁杰教授,Alex K.Y教授。来自美国华盛顿大学的Jen,来自马里兰大学的李腾教授和来自香港城市大学的罗敬东教授。此外,我特别感谢bt365网站钟海正教授的讨论和帮助。

文献链接:https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201806383

附团队介绍:

方一宁,教授,博士生导师,中国科学院院士,先进结构技术研究所名誉院长,首席科学家。主要从事力电磁加热多场耦合下的先进材料和结构的力学理论,计算和实验方法的研究。扩展了铁电/铁磁材料的宏观和微观变形和断裂理论,并将其应用于有限元分析和器件设计;开发了轻型多功能复合材料电磁电磁学的多尺度多尺度计算力学方法和设计准备方法,并将制备的轻质多功能材料和结构应用于国防设备的建设;开发了先进材料力电磁热多场多轴加载测试技术和实验方法,基础研究成果转化为十余种自主知识产权。科学仪器和获得促销申请。方一宁的能源电池团队成立于2015年。陈浩森副教授和先进结构技术研究所宋伟力副教授负责多领域能源电池电极材料和结构的设计,制备,表征和仪器仪表。耦合环境。自三年前成立以来,它已在先进材料,先进能源材料,先进功能材料,材料力学,ACS纳米,储能材料和J电源等国际顶级期刊上发表了20多篇高水平论文。


(审核:杨亚政)

分享到:
新浪微博
腾讯微博
开心网
人人网
豆瓣网
分享到: 微信 (备注:需要通过手机等移动终端设备进行分享)
分享本则新闻
请扫上方二维码