p O vidro inteligente pode mudar sua cor rapidamente por meio da eletricidade. Um novo material desenvolvido por químicos da Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) em Munique estabeleceu agora um recorde de velocidade para tal mudança. p Imagine que você está na estrada à noite. Chove, os faróis brilhantes do carro atrás de você estão cegando. Como é conveniente ter um espelho retrovisor com escurecimento automático em tal caso. Tecnicamente, este extra útil é baseado em materiais eletrocrômicos. Quando uma tensão é aplicada, sua absorção de luz e mudança de cor. Controlado por um sensor de luz, o espelho retrovisor pode, assim, filtrar a luz fortemente deslumbrante.

p Recentemente, especialistas descobriram que, além de materiais eletrocrômicos inorgânicos estabelecidos, uma nova geração de estruturas de rede altamente ordenadas também pode ser equipada com esta capacidade:as chamadas estruturas orgânicas covalentes, COFs para breve. Eles consistem em blocos de construção orgânicos produzidos sinteticamente que, em combinações adequadas, formam redes cristalinas e nanoporosas. Aqui, a mudança de cor pode ser desencadeada por uma voltagem elétrica aplicada que causa uma oxidação ou redução do material.

p A equipe LMU liderada por Thomas Bein (Físico-Química, A LMU Munich) desenvolveu agora estruturas COF cujas velocidades de troca e eficiências de coloração são muitas vezes maiores do que aquelas de compostos inorgânicos. COFs são atraentes porque suas propriedades de materiais podem ser ajustadas em uma ampla faixa, modificando seus blocos de construção moleculares. Cientistas da LMU Munique e da Universidade de Cambridge aproveitaram-se disso para projetar COFs que eram ideais para seus propósitos.

p "Utilizamos o princípio de construção modular dos COFs e projetamos o bloco de construção ideal para nossos propósitos com uma molécula de tienoisoindigo específica", diz Derya Bessinger, primeiro autor e Ph.D. aluno do grupo de Thomas Bein. Incorporado em um COF, o novo componente demonstra o quão fortemente ele pode melhorar as propriedades do COF. "Por exemplo, com o novo material, não podemos apenas absorver a luz ultravioleta de menor comprimento de onda ou pequenas partes do espectro visível, mas também alcançam fotoatividade bem nas regiões espectrais do infravermelho próximo ", diz Bessinger.

p Ao mesmo tempo, as novas estruturas COF são muito mais sensíveis à oxidação eletroquímica. Isso significa que mesmo uma baixa tensão aplicada é suficiente para acionar uma mudança de cor dos COFs, que também é completamente reversível. Além disso, isso acontece em uma velocidade muito alta:o tempo de resposta para uma mudança de cor completa e distinta por oxidação é de cerca de 0,38 segundos, enquanto a redução de volta ao estado inicial leva apenas cerca de 0,2 segundos. Isso torna as estruturas orgânicas eletrocrômicas da equipe de e-conversão entre as mais rápidas e eficientes do mundo.

p Duas coisas em particular são responsáveis ​​pela alta velocidade:A estrutura condutiva dos COFs permite o transporte rápido de elétrons na rede. E graças a um tamanho de poro otimizado, a solução eletrolítica circundante pode chegar rapidamente a todos os cantos. Isso é essencial porque a carga positiva gerada na estrutura COF oxidada deve ser rapidamente compensada por íons eletrolíticos negativos. Por último mas não menos importante, o produto dos cientistas de Munique tem uma estabilidade muito alta. Testes de longo prazo mostraram que o material foi capaz de manter seu desempenho mesmo após 200 ciclos de oxidação-redução.

p Com essas descobertas fundamentais, a publicação avança o desenvolvimento de uma nova classe de revestimentos eletrocrômicos de alto desempenho. A demanda óbvia para isso é mostrada pelas aplicações atuais de "vidros inteligentes", como proteção solar comutável e janelas de proteção de privacidade para fachadas inteiras de edifícios.