一种手性性质可调的电致变色器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种手性性质可调的电致变色器件及其制备方法，其制备方法包括步骤：制备电致变色手性分子，将含有醛基与酚羟基的荧烷染料与手性胺分子混合反应得到电致变色手性分子，电致变色手性分子内包括分子内氢键结构，醛基与酚羟基位于荧烷染料上同一苯环的相邻位；配置功能性溶液，功能性溶液内含有电致变色手性分子，通过功能性溶液制备电致变色器件。本发明专利技术通过含有醛基与酚羟基的荧烷染料合成出电致变色手性分子，然后配制功能溶液，再构筑电致变色器件，制备出在电场作用下具有多手性状态可调性质的电致变色器件，在可见光波段可实现三种手性状态的调控，具有较好的稳定性，在智能调光领域具有巨大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种手性性质可调的电致变色器件及其制备方法
本专利技术涉及智能调光
，具体而言，涉及一种手性性质可调的电致变色器件及其制备方法。
技术介绍
刺激响应手性光学调控技术在光学通信、光学传感、三维显示和手性生物成像等领域具有巨大的应用潜力。近年来，人造手性光学可切换材料被制备出来，并且展示了不错的光可调性，多种刺激手段例如光、温度、氧化还原剂、电场、酸碱性、溶剂和磁场等成功地开发并且应用。其中，基于电致变色材料的手性光学物质，其结构在合适的电压刺激下会发生可逆的氧化还原反应，从而导致其手性光学性质的可逆变化。这类材料由于其丰富的光学可调控性，简单易制备的结构以及电场控制的智能性，在实际应用中表现出了明显的优势。目前，开发出的手性电致变色材料一般是将手性的官能团接枝到具有电活性的功能单元上，例如联吡啶、噻吩与导电聚合物的衍生物等。当前的手性电致变色器件，存在着手性切换稳定性差、手性信号弱、成膜性能不佳等问题。并且，现有技术中仍然未制备出具有多状态手性性质可切换的手性电致变色器件，制备出的电致变色器件无法在可见光波段进行手性可调的电致变色，阻碍了其在实际应用中的进一步发展。
技术实现思路
本专利技术旨在一定程度上解决现有手性电致变色材料的手性切换稳定性差、手性信号弱、成膜性能不佳与无法在可见光波段进行手性可调的电致变色等问题。为解决上述问题，本专利技术提供了一种手性性质可调的电致变色器件制备方法，包括步骤：制备电致变色手性分子，将含有醛基与酚羟基的荧烷染料与手性胺分子混合反应得到所述电致变色手性分子，所述电致变色手性分子内包括分子内氢键结构，所述醛基与所述酚羟基位于所述荧烷染料上同一苯环的相邻位；配置功能性溶液，所述功能性溶液内含有所述电致变色手性分子，通过所述功能性溶液制备所述电致变色器件。可选地，所述含有醛基与酚羟基的荧烷染料的制备方法包括：将含有酚羟基的荧烷染料溶解于醇类有机溶剂中，再加入碱水溶液与冠醚，加热，搅拌混匀；加入氯仿，加热条件下继续搅拌，再冷却至室温，调节pH至酸性，析出固体物A，得到固态的所述含有醛基与酚羟基的荧烷染料。可选地，所述将含有醛基与酚羟基的荧烷染料与手性胺分子混合反应得到所述电致变色手性分子包括：将含有醛基与酚羟基的荧烷染料与手性胺分子溶解在醇类有机溶剂中，加热回流，去除溶剂，纯化后得到所述电致变色手性分子。可选地，所述手性胺分子包括与手性碳直接相连的伯胺类分子。可选地，所述含有羟基的荧烷染料包括荧光素。可选地，所述配置功能性溶液，所述功能性溶液内含有所述电致变色手性分子，通过所述功能性溶液制备所述电致变色器件包括：配置第一手性切换溶液、第一离子导电溶液与第一离子储存溶液，所述第一手性切换溶液内含有所述电致变色手性分子、电致碱材料与成膜剂，所述第一离子储存液中含有所述成膜剂，所述成膜剂为透明状聚合物；制备第一电极，所述第一电极上附着有所述第一手性切换溶液；制备第一对电极，在第二电极上依次附着有所述第一离子储存溶液与所述第一离子导电溶液，得到第一对电极；待所述第一电极与所述第二电极上的溶液挥发干化后，将所述第一电极附着所述第一手性切换溶液的一侧与所述第二电极附着所述第一离子导电溶液的一侧贴合，施加一定压力组装得到所述手性性质可调的电致变色器件。可选地，所述第一手性切换溶液的制备方法包括：将所述成膜剂、电解质、增塑剂、所述电致碱材料与所述电致变色手性分子添加至有机溶剂中搅拌溶解，得到所述第一手性切换溶液。可选地，所述成膜剂包括：聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯与聚偏氟乙烯中的至少一种。相对于现有技术，本专利技术提供的手性性质可调的电致变色器件制备方法具有以下优势：本专利技术通过电致碱材料在电化学还原过程中能可逆夺取质子的特性，与碱响应的手性分子结合，制备出了电场驱动的多手性状态可切换的电致变色器件。制备出的电致变色器件在不同电压参数下，在可见光波段可实现三种手性状态的调控，分别为无圆二色(CD)信号，正CD信号，以及负CD信号，电致变色器件的手性切换完全可逆，并且具有很好的稳定性，手性信号强，成膜性能优越。本专利技术另一目的在于提供一种手性性质可调的电致变色器件，以解决现有手性电致变色材料的手性切换稳定性差、手性信号弱、成膜性能不佳等问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案时这样实现的：一种电致变色器件，所述电致变色器件包括依次排列的：第一电极层；第一手性切换层，所述第一手性切换层内含有电致变色手性分子、电致碱材料与透明聚合物成膜剂，所述第一手性切换层适于附着在所述第一电极层上；第一离子导电层；第一离子储存层，所述第一离子储存层内含有具有氧化还原活性的电活性材料，例如对苯二酚或2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物等与成膜剂混合。第二电极层，所述第一离子储存层和所述第一离子导电层依次附着在所述第二电极层形成第一对电极。可选地，所述电致变色器件由上述任一项所述的手性性质可调的电致变色器件制备方法制得。所述电致变色器件与上述所述的手性性质可调的电致变色器件制备方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。附图说明图1为本专利技术实施例所述的手性性质可调的电致变色器件制备方法的流程示意图一；图2为本专利技术实施例所述的手性性质可调的电致变色器件制备方法的反应流程图一；图3为本专利技术实施例所述的电致变色手性分子与电致变色聚合物分子结构部分示意图；图4为本专利技术实施方式1制备出的手性性质可调的电致变色器件在三重手性状态之间可逆转换的CD光谱；图5为本专利技术实施方式1制备出的电致变色器件的电致变色性质图谱；图6为本专利技术实施例所述的手性性质可调的电致变色器件制备方法的流程示意图二；图7为本专利技术实施例所述的手性性质可调的电致变色器件制备方法的反应流程图二；图8为本专利技术实施方式4制备出的手性性质可调的电致变色器件在三重手性状态之间可逆转换的CD光谱；图9为本专利技术实施方式4制备出的电致变色器件的电致变色性质图谱。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。另外，术语“包含”、“包括”、“含有”、“具有”的含义是非限制性的，即可加入不影响结果的其它步骤和其它成分。如无特殊说明的，材料、设备、试剂均为市售。此外，本专利技术虽然对制备中的各步骤进行了如S1、S2、S3等形式的描述，但此描述方式仅为了便于理解，如S1、S2、S3等形式并不表示对各步骤先后顺序的限定。实施例1为解决上述问题，本专利技术提供了一种手性性质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手性性质可调的电致变色器件制备方法，其特征在于，包括步骤：/n制备电致变色手性分子，将含有醛基与酚羟基的荧烷染料与手性胺分子混合反应得到所述电致变色手性分子，所述电致变色手性分子内包括分子内氢键结构，所述醛基与所述酚羟基位于所述荧烷染料上同一苯环的相邻位；/n配置功能性溶液，所述功能性溶液内含有所述电致变色手性分子，通过所述功能性溶液制备所述电致变色器件。/n

【技术特征摘要】
1.一种手性性质可调的电致变色器件制备方法，其特征在于，包括步骤：
制备电致变色手性分子，将含有醛基与酚羟基的荧烷染料与手性胺分子混合反应得到所述电致变色手性分子，所述电致变色手性分子内包括分子内氢键结构，所述醛基与所述酚羟基位于所述荧烷染料上同一苯环的相邻位；
配置功能性溶液，所述功能性溶液内含有所述电致变色手性分子，通过所述功能性溶液制备所述电致变色器件。


2.如权利要求1所述的手性性质可调的电致变色器件制备方法，其特征在于，所述含有醛基与酚羟基的荧烷染料的制备方法包括：
将含有酚羟基的荧烷染料溶解于醇类有机溶剂中，再加入碱水溶液与冠醚，加热，搅拌混匀；
加入氯仿，加热条件下继续搅拌，再冷却至室温，调节pH至酸性，析出固体物A，得到固态的所述含有醛基与酚羟基的荧烷染料。


3.如权利要求1所述的手性性质可调的电致变色器件制备方法，其特征在于，所述将含有醛基与酚羟基的荧烷染料与手性胺分子混合反应得到所述电致变色手性分子包括：将含有醛基与酚羟基的荧烷染料与手性胺分子溶解在醇类有机溶剂中，加热回流，去除溶剂，纯化后得到所述电致变色手性分子。


4.如权利要求1所述的手性性质可调的电致变色器件制备方法，其特征在于，所述手性胺分子包括与手性碳直接相连的伯胺类分子。


5.如权利要求2所述的手性性质可调的电致变色器件制备方法，其特征在于，所述含有酚羟基的荧烷染料包括荧光素。


6.如权利要求1-5任一项所述的手性性质可调的电致变色器件制备方法，其特征在于，所述配置功能性溶液，所述功能性溶液内含有所述电致变色手性分子，通过所述功能性溶液制备所述电致变色器件包括：
配置第一手性切换溶液、第一离子导电溶液与第一离子储存溶液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李广德，李瑞，王义，张宇模，杨国坚，李虹，刘绍鹏，王江枫，刘世利，吴新，
申请(专利权)人：中国人民解放军九六九零一部队二五分队，吉林大学，
类型：发明
国别省市：北京;11