稻实验室扩展调色板变色玻璃

大卫·露丝
713-348-6327
david@rice.edu

玉博伊德
713-348-6778
jadeboyd@rice.edu

稻实验室扩展调色板变色玻璃

纳米光子学团队创建的低电压,多色,电致变色玻璃

休斯敦 - (2017年3月8日) - 莱斯大学的最新研究纳米光子学可以扩大公司的调色板在快速增长的市场玻璃窗,在电气开关轻弹变色。

在一个 新文章 在美国化学学会杂志ACS纳米,从大米等离子体的实验室的研究人员使用现成的,廉价的碳氢化合物分子称为苝创建的玻璃,可以在低电压变成两种不同颜色的报告先锋内奥米·哈拉斯。

“当我们把从它们的分子或删除各项收费,他们不清楚去一个生动的色彩,”说 哈拉斯,用于纳米光子学实验室主任(LANP),在这项新研究的首席科学家和太阳城网站网址斯莫利卷曲研究所所长。 “我们夹在玻璃之间的这些分子,并且我们能够做出这取决于我们如何应用一个非常低的电压看起来像一个窗口,但窗口更改为不同类型的彩色的东西。”

亚当lauchner,在研究的大米和共同主要作者施加的物理研究生,所述LANP的变色玻璃具有极性依赖性的颜色,这意味着,一个正电压产生一种颜色和负电压产生不同的颜色。

Graphic explaining electrochromic properties of perylene glass

添加和删​​除从中立苝(中间列)的电子产生的阴离子(左)和阳离子(右),分别用不同的电子结构(中间行)。在用可见光激发下,阴离子和阳离子引起两个独特的分子等离子体共振,每个都有自己的独特的颜色(底行)。 (补助金STEC / Rice大学的图像提供)

“那是相当新颖,” lauchner说。 “最变色玻璃只有一个颜色,多色品种我们意识到需要显著电压。”

玻璃,与所施加的电压改变颜色被称为“电致变色”,并有一个为这样的玻璃的光热粘连性的需求不断增加。该 预计每年市场 在2020年的电致变色玻璃已经被估计为更$ 2.5十亿。

lauchner说,玻璃项目用了近两年的时间完成,而他记共同第一作者 补助STEC中,大米本科研究人员与设计出夹在玻璃层之间的内容的含苝系非水导电凝胶。

“苝是一个家族被称为多环芳香族烃的分子的一部分,” STEC表示。 “他们是石化行业的一个相当普遍的副产品,在大多数情况下,他们是低价值的副产品,这意味着它们是廉价的。”

补助STEC and 亚当lauchner

授予STEC和莱斯大学实验室对纳米光子的亚当lauchner已经使用称为苝一种廉价的烃分子以产生低电压,多色,电致变色玻璃。 (由Jeff fitlow / Rice大学照片)

有几十个的多环芳香烃(多环芳烃),但每个包含被装饰有氢原子的碳原子的环。在许多多环芳烃,碳环有六个面,就像在环 石墨烯,2010年的大规模庆祝主题 诺贝尔经济学奖 在物理学。

“这是什么开始在等离子体基础科学一个非常酷的应用程序,” lauchner说。

等离子体激元是能量的波,在不断跨导电纳米颗粒的表面流动电子的海有节奏的晃动。根据等离子体激元的晃动的频率,它可以与互动,从通过光收获的能量。在 几十个研究 在过去的二十年里,哈拉斯,大米物理学家 彼得nordlander 和同事们都探索等离子体和潜在的应用的基本物理等不同的癌症治疗,太阳能收集,电子显示器和光学计算。

典型的纳米颗粒等离子体激元是金属的,通常由金或银,并且精确地成形。例如,金纳米壳,其在哈拉斯大米在20世纪90年代发明的,由该真实由薄金壳覆盖的不导电芯。

补助STEC, Naomi 哈拉斯 and 亚当lauchner

学生的研究人员授予STEC(左)和亚当lauchner(右)与大米等离子体先锋内奥米·哈拉斯,莱斯大学的实验室的纳米光子学主任。 (由Jeff fitlow / Rice大学照片)

“我们的小组研究了多种金属纳米粒子,但石墨烯也传导,和我们探讨其电浆性能好几年了,”哈拉斯说。

她指出,原子级薄的石墨烯的大片已发现支持等离子体,但它们发出的红外光的隐形人眼。

“研究表明,如果你让石墨烯小,因为你去到纳米带,纳米点和这些小东西叫nanoislands,其实你可以得到的石墨烯的等离子体越来越接近可见政权的边缘,” lauchner说。

在2013年,当时的物理学家饭 亚历杭德罗·manjavacas在nordlander实验室的博士后研究员, 表明 石墨烯的最小版本 - 只有几个碳环多环芳烃 - 应该产生可见的等离子体。此外,计算出manjavacas将由不同类型的多环芳烃的要发射的精确颜色。

“最有趣的事情之一是金属,不像等离子体,这些多环芳烃分子中的等离子体被充电,这表明,一个非常小的电荷会产生戏剧性的色彩非常敏感,”哈拉斯说。

Electrochromic glass that glass that turns from clear to black

莱斯大学研究人员证明一种新的类型的玻璃,当施加低电压匝由清澈转成黑色。玻璃使用分子的组合该块的几乎所有可见光时,他们每个增益单个电子。 (由Jeff fitlow / Rice大学照片)

lauchner表示,该项目真正起飞后STEC加入研究团队在2015年创造,可以导电玻璃片之间夹入苝配方。

在他们的实验中,研究人员发现,使用仅4伏,足以把透明窗口绿黄色,应用负3.5伏的电压接通它的蓝色。花了几分钟的时间窗口完全变色,但哈拉斯说,过渡时间可以很容易地与额外的工程改进。

STEC表示,球队的其他窗口,从清澈变为黑色,被后来的项目产生。

“博士。哈拉斯了解到,在电设备行业的主要障碍之一是使这可能是一种状态清晰,全黑的在另一个窗口,” STEC表示。 “我们所要做的是,发现在零个电压和低电压几乎所有的可见光拍摄不可见光多环芳烃的组合。”

该研究是由罗伯特支持。韦尔奇的基础。 ACS的纳米纸是由前大米研究生共同撰写 崔尧在KUKA北美奥斯汀数据科学家,谁赢得了她在计算化学博士学位大米在2016年。

哈拉斯是太阳城网站网址斯坦利℃。电气和计算机工程和化学,生物,物理和天文学教授和材料科学和纳米工程学的莫尔教授。 nordlander是物理学和天文学,电子和计算机工程教授和材料科学和纳米工程。 manjavacas是在新墨西哥大学物理学和天文学助理教授。

-30-

视频,请访问:

//www.youtube.com/watch?v=5ec6p_4eqvk

高分辨率图像是可供下载:

//www.ilclawfirm.com/files/2017/03/0308_-color-graphic-lg-1npfi4r.jpg
字幕:添加和删除从中立苝(中间列)的电子产生的阴离子(左)和阳离子(右),分别用不同的电子结构(中间行)。在用可见光激发下,阴离子和阳离子引起两个独特的分子等离子体共振,每个都有自己的独特的颜色(底行)。 (补助金STEC / Rice大学的图像提供)

//www.ilclawfirm.com/files/2017/03/0308_-color-gsal64-lg-vpu9zk.jpg
说明:授予STEC和莱斯大学实验室对纳米光子的亚当lauchner已经使用称为苝一种廉价的烃分子以产生低电压,多色,电致变色玻璃。 (由Jeff fitlow / Rice大学照片)

//www.ilclawfirm.com/files/2017/03/0308_-color-blk29-lg-262rkq6.jpg
字幕:莱斯大学研究人员证明一种新的类型的玻璃,当施加低电压匝由清澈转成黑色。玻璃使用分子的组合该块的几乎所有可见光时,他们每个增益单个电子。 (由Jeff fitlow / Rice大学照片)

//www.ilclawfirm.com/files/2017/03/0308_-color-grp49-lg-r2knam.jpg
标题:学生的研究人员授予STEC(左)和亚当lauchner(右)与大米等离子体先锋内奥米·哈拉斯,莱斯大学的实验室的纳米光子学主任。 (由Jeff fitlow / Rice大学照片)

在ACS纳米纸的DOI是:10.1021 / acsnano.7b00364

ACS的纳米纸的副本,请访问: //pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b00364

从大米相关的光子的研究:

太阳城网站网址“天线反应器”催化剂提供了两全其美 - 2016年7月18日
//www.ilclawfirm.com/2016/07/18/rices-antenna-reactor-catalysts-offer-best-of-both-worlds/

大米专家揭开亚微观可调的,光放大器 - 5月9日,2016
//www.ilclawfirm.com/2016/05/09/rice-experts-unveil-submicroscopic-tunable-optical-amplifier/

纳米吊桥开放路径彩色显示器 - 十进制4,2015年
//www.ilclawfirm.com/2015/12/04/nanoscale-drawbridges-open-path-to-color-displays/

大米,亚利桑那州立大学,耶鲁大学,UTEP赢NSF工程研究中心 - 译者: 10,2015年
//www.ilclawfirm.com/2015/08/10/rice-asu-yale-utep-win-nsf-engineering-research-center/

大米发现可能导致廉价,高效的基于金属的太阳能电池 - 2015年7月22日
//www.ilclawfirm.com/2015/07/22/rice-finding-could-lead-to-cheap-efficient-metal-based-solar-cells/

水稻研究人员让超灵敏的电导率测量 - 2015年6月10日
//www.ilclawfirm.com/2015/06/10/rice-researchers-make-ultrasensitive-conductivity-measurements-2/

水稻科学家使用光来探测在金纳米盘声学调谐 - 5月7日,2015年
//www.ilclawfirm.com/2015/05/07/rice-scientists-use-light-to-probe-acoustic-tuning-in-gold-nanodisks/

Located on a 300-acre forested campus in Houston, Rice University is consistently ranked among the nation’s top 20 universities by U.S. News & World Report. Rice has highly respected schools of Architecture, Business, Continuing Studies, 工程, Humanities, Music, Natural Sciences and Social Sciences and is home to the Baker Institute for Public Policy. With 3,879 undergraduates and 2,861 graduate students, Rice’s undergraduate student-to-faculty ratio is 6-to-1. Its residential college system builds close-knit communities and lifelong friendships, just one reason why Rice is ranked No. 1 for happiest students and for lots of race/class interaction by the Princeton Review. Rice is also rated as a best value among private universities by Kiplinger’s Personal Finance. To read “What they’re saying about Rice,” go to //tinyurl.com/riceuniversityoverview.

 

关于玉博伊德

玉博伊德是科学编辑和公共事务的莱斯大学的办公室新闻和媒体关系的副主任。