IF 27.4！二维共轭金属有机框架用于新一代柔性多色电致变色器件

本文精选

由于二维导电共轭金属有机框架（2D c-MOFs）具有超高的比表面积、相对较高的电导率以及可调节的离子/电荷扩散/吸附孔道尺寸，其在传感器、光电子器件、催化和能量存储方面的潜在应用引起了广泛关注。通过金属节点和有机配体的系统调控所带来的独特优势，使得能够创建具有多样化化学和物理行为的高度可及且性能卓越的结构。在2D c-MOFs被探索用于快速扩展的应用领域的同时，本工作研究了这些2D c-MOFs在新一代柔性多色电致变色器件（FMEDs）中的多色转换和功能特性的巨大潜力。尽管目前取得的进展相对有限但稳步向前，2D c-MOFs在解决传统电致变色材料典型面临的单调的颜色切换、不理想的稳定性以及缓慢的电子/离子传输动力学方面提供了巨大机遇。结合目前面临的主要挑战，本展望及时重新审视了从概念验证示范到最终工业规模实施2D c-MOFs在新一代FEMDs中的预期转变。

创新点：

1. 首次系统地探讨了2D c-MOFs在柔性多色电致变色器件中的应用前景，开辟了新的研究方向。

2. 提出了通过系统调控金属节点和有机配体来实现材料性能优化的策略，为解决传统电致变色材料的局限性提供了新思路。

3. 建立了从实验室研究到工业应用的发展路线图，为相关研究的实际应用提供了清晰指导。

科研启发：

1. 在新材料开发中，应该注重材料结构与性能之间的关系，通过分子层面的设计来实现宏观性能的调控。

2. 跨学科的研究思路对于解决复杂科学问题具有重要价值，如本研究将材料科学与器件工程相结合。

3. 在基础研究向应用转化的过程中，需要系统考虑材料的可扩展性和工业化可行性。

思路延伸：

1. 可以探索其他二维材料在电致变色领域的应用，如二维过渡金属硫化物、二维共价有机框架等。

2. 研究不同维度MOFs材料（如一维、三维）在电致变色器件中的应用潜力。

3. 开发新型的原位表征方法，深入理解电致变色过程中的结构演变机制。

4. 将人工智能等先进技术引入材料设计过程，加速新型电致变色材料的开发。

5. 探索多功能集成的可能性，如将电致变色与能量存储、传感等功能结合。

类似研究思路：

1. 系统研究配体结构对电致变色性能的影响，建立构效关系。

2. 探索不同金属节点的协同效应，开发高性能的多金属MOFs材料。

3. 研究MOFs材料的界面工程，优化电子和离子传输性能。

4. 开发新型的器件结构设计，提高器件的稳定性和使用寿命。

5. 探索绿色环保的合成方法，实现材料的可持续发展。

6. 研究外场（如机械应力、光、热）对电致变色性能的影响，拓展应用场景。

2D Conjugated Metal‐Organic Frameworks for New Generation Flexible Multicolor Electrochromic Devices

Adv. Mater. (IF 27.4)

Pub Date  : 2024-12-12

DOI : 10.1002/adma.202413452

Qi Zhao, Jing Yang, Qing Wang, Yong‐Wei Zhang, John Wang

入群交流

围绕二维材料Frontier研究方向，建有“学术交流群”