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中科院科学家实现PEDOT光子晶体多彩图案的水写和电擦
2019-07-26
来源：转载自第三方
基于光学研究的许多应用塑造了当今的信息社会和人类对宇宙的理解。比如：光纤通信和远程卫星遥感技术帮助我们进一步了解地球，从而预测天气，监控并管理环境污染。近期，中科院理化所仿生材料与界面科学重点实验室江雷院士团队王京霞研究员与兰州大学郭金山教授合作，在PEDOT光子晶体上实现了多彩图案的水写和电擦。
光子晶体的概念是美国的E. Yablonovitch和加拿大的S.John在1987年提出的。Yablonovitch的研究是为了降低雷达的电力消耗，以及提高雷达的隐身性能。而S.John的工作是光子局域，即，将光子限制在空间的某个范围内。他们的研究目标完全不同，但却分别提出了相同的新概念。光子晶体的概念提出后，引起了全世界科学家的极大兴趣和高度重视。一个光子晶体的研究热潮在世界范围内兴起。后来光子晶体被广泛用于生物成像、光谱学、人脸识别、激光雷达、虚拟现实等众多领域。
特别是光子晶体图案在传感检测、防伪、光学显示和其它光学器件等方面具有非常重要的应用。那么PEDOT究竟是什么呢？简单来说PEDOT是EDOT（3,4-乙烯二氧噻吩单体）的聚合物，具有分子结构简单、能隙小、电导率高等特点，被广泛用作有机薄膜太阳能电池材料、OLED材料、电致变色材料、透明电极材料等领域的研究。
他们通过电聚合制备聚3，4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）光子晶体（PEDOT-IO-0），发现所制备PEDOT-IO具有四种状态和三种不同的开关形式：第一个开关是从PEDOT-IO-0到PEDOT-IO-I（中性态）的不可逆的还原过程。第二个开关是PEDOT-IO-I（中性态）和PEDOT-IO-I（氧化态）之间的可逆电化学过程，伴随着由于离子掺杂/脱掺杂引起的可逆带隙（结构颜色）变化。第三个开关是水处理PEDOT-IO-I（氧化态）形成PEDOT-IO-II，由于水诱导LiClO4分子（Li+和ClO4-离子）的去除和周期性结构收缩，引起光晶带隙的蓝移。
通过将PEDOT-IO-1(Ox)水诱导LiClO4分子去除效应与PEDOT-IO-I的电化学调制相结合，可以实现可逆的水写/电擦多色光晶图案。该研究工作为基于光子晶体的光学材料和器件的制备提供新的思路。
参考文献：
[1] Adv. Mater. Inter., 2015, 1400365；J. Mater. Chem. C, 2015, 3 ,2445；J. Mater. Chem. C.,2018, 6, 3849
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