[發明專利]一種光學手性可調的電致變色聚合物、器件及其制備方法

有效

• 申請號: 202010850837.0
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111944108B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 王義;李廣德;張宇模;楊國堅;鄧亮;李江陵;李虹;周峰;盧洪樹;甘沅豐
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍96901部隊25分隊;吉林大學
• 主分類號: C08G14/06
• 分類號: C08G14/06;G02F1/1516
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理有限公司 11473
• 代理人: 段守富

本發明提供了一種光學手性可調的電致變色聚合物、器件及其制備方法，電致變色器件的制備方法包括步驟：將含有醛基與酚羥基的有機前驅體與含有手性氨基的改性成膜劑聚合物混合反應形成所述電致變色聚合物，所述醛基與所述酚羥基位于所述有機前驅體上同一苯環的相鄰位。本發明通過電致堿材料在電化學還原過程中能可逆奪取質子的特性，與堿響應的聚合物結合，制備出了電場驅動的多手性狀態可切換的電致變色器件，在制備電致變色器件時不需要添加額外成膜劑，成膜性能優越，簡化了電致變色器件的制備方法，并且電致變色器件的手性切換完全可逆，并且具有很好的穩定性，手性信號強，在智能調光領域具有巨大的應用前景。

技術領域

本發明涉及智能調光技術領域，具體而言，涉及一種光學手性可調的電致變色聚合物、器件及其制備方法。

背景技術

刺激響應手性光學調控技術在光學通信、光學傳感、三維顯示和手性生物成像等領域具有巨大的應用潛力。近年來，人造手性光學可切換材料被制備出來，并且展示了不錯的光可調性，多種刺激手段例如光、溫度、氧化還原劑、電場、酸堿性、溶劑和磁場等成功地開發并且應用。其中，基于電致變色材料的手性光學物質，其結構在合適的電壓刺激下會發生可逆的氧化還原反應，從而導致其手性光學性質的可逆變化。這類材料由于其豐富的光學可調控性，簡單易制備的結構以及電場控制的智能性，在實際應用中表現出了明顯的優勢。

目前，開發出的手性電致變色材料一般是將手性的官能團接枝到具有電活性的功能單元上，例如聯吡啶、噻吩與導電聚合物的衍生物等。當前的手性電致變色器件，存在著手性切換穩定性差、手性信號弱、成膜性能不佳等問題。并且，現有技術中仍然未制備出具有多狀態手性性質可切換的手性電致變色器件，阻礙了其在實際應用中的進一步發展。

發明內容

本發明旨在一定程度上解決現有手性電致變色材料的手性切換穩定性差、手性信號弱、成膜性能不佳等問題。

為解決上述問題，本發明提供了一種光學手性可調的電致變色聚合物制備方法，包括步驟：

將含有醛基與酚羥基的有機前驅體與含有手性氨基的改性成膜劑聚合物混合反應形成所述電致變色聚合物，所述醛基與所述酚羥基位于所述有機前驅體上同一苯環的相鄰位。

可選地，所述將含有醛基與酚羥基的有機前驅體與含有手性氨基的改性成膜劑聚合物混合反應形成所述電致變色聚合物包括：將所述有機前驅體與所述改性成膜劑聚合物溶于可溶溶劑中，攪拌反應，再滴至不溶溶劑中，去除溶劑得到固態的所述電致變色聚合物。

可選地，所述有機前驅體包括熒烷染料。

可選地，所述含有醛基與酚羥基的有機前驅體制備方法包括步驟：

將含有酚羥基的有機物溶解于醇類有機溶劑中，再加入堿水溶液與冠醚，加熱，攪拌混勻；

加入氯仿，加熱條件下繼續攪拌，再冷卻至室溫，調節pH至酸性，析出固體物A，得到固態的所述含有醛基與酚羥基的有機前驅體。

可選地，所述含有手性氨基的改性成膜劑的制備方法包括步驟：

將含有叔丁氧羰基保護基團的手性伯胺有機物、可溶性堿性有機物與無水溶劑混合攪拌至無色溶液，緩慢加入聚合物成膜劑單體，攪拌，萃取獲得有機相，絕氧條件下除去所述有機相的溶劑，得到固體物B，再進行重結晶提純，得到白色針狀晶體；

絕氧環境下，將得到的所述白色針狀晶體、自由基引發劑與可溶溶劑混合攪拌至無色溶液，去除反應體系中的氧氣，再通過熱浴加熱，加熱后滴入不溶溶劑以析出白色固體，固液分離得到固態第一產物；將所述第一產物溶于酸性溶液中，攪拌，再將反應溶液滴入不溶溶劑中以析出白色固體，固液分離得到固態的所述改性成膜劑。

相對于現有技術，本發明提供的光學手性可調的電致變色器件制備方法具有以下優勢：