返回科研动态
Nature Materials2026-03-201234

突破性进展:新型多色光致变色材料实现毫秒级响应

中国科学院化学研究所

研究背景

多色光致变色材料因其在光存储、智能窗、传感器等领域的广泛应用前景,成为材料科学领域的研究热点。 然而,传统多色材料普遍存在响应速度慢、循环稳定性差等问题,严重限制了其实际应用。

研究方法

研究团队采用分子工程策略,设计合成了一系列具有不同取代基的二芳基乙烯衍生物。 通过系统调节分子的电子效应和空间位阻,实现了对材料光致变色性能的精准调控。 研究团队利用飞秒瞬态吸收光谱、X 射线单晶衍射等先进表征手段,深入揭示了分子结构与性能之间的构效关系。

主要发现

快速响应

最优材料在 365nm 紫外光照射下的着色响应时间仅为 120ms,褪色时间为 2.5s

多色显示

通过调节光照波长和强度,可实现无色 - 蓝色 - 紫色 - 红色的可逆转变

高稳定性

经过 10000 次以上的光照循环后,材料的光学性能衰减小于 5%

宽温域

在 -40°C 至 80°C 的温度范围内均能保持稳定的光致变色性能

研究意义

该研究为高性能多色光致变色材料的分子设计提供了新思路,推动了光致变色材料从实验室研究向实际应用的转化。 研究成果在智能窗、光信息存储、光学开关等领域具有广阔的应用前景。

参考文献

Zhang, H., Li, X., Wang, Y., et al. "Ultrafast Multi-color Photochromism in Diarylethene Derivatives via Molecular Engineering." Nature Materials, 2026, DOI: 10.1038/s41563-026-XXXX-X