英文原题： Facile fabrication of high-performance electrochromic fabrics based on flexible Ag/Ni mesh electrode with exceptional conductivity

第一作者： 郭志毅（23级研究生）

通讯作者： 吴馨洲副研究员（苏州纳米所）、陈小连高级工程师（苏州纳米所）、苏文明研究员（苏州纳米所）、赵凯博士、叶常青教授

作者： 郭志毅、Li Tengfei、周浩、Tan Changwei、Wang Ximei、Nie Shuhong、Xu Wenya、Pei Fangfang、Meng Xiuqing、吴馨洲、陈小连、苏文明、赵凯、叶常青

        随着智能可穿戴技术的发展，电致变色织物（ECFs）因其低能耗、光学双稳态和快速颜色响应特性，在军事伪装和时尚服装领域展现出巨大潜力。然而，传统织物基底的复杂层级结构导致电极导电性差、稳定性不足，严重制约了其实际应用。

        课题组创新性地提出“热压转印”策略，将柔性电致变色器件（FECDs）与聚酯织物集成，成功制备高性能电致变色织物。该工作以热塑性聚氨酯（TPU）为基底，通过热压工艺嵌入高导电银/镍（Ag/Ni）网状电极（透光率>87.9%，方阻<0.2 Ω·□⁻¹），构建出兼具优异机械稳定性和电化学性能的透明电极（图1）。相关成果发表于《Sustainable Materials and Technologies》上。

图1 柔性透明PH 1000/Ag/Ni网格/TPU电极的制备与表征

        核心创新点：

        1、嵌入式电极结构：Ag/Ni网状电极通过热压嵌入TPU层（深度约2μm），显著提升电极柔韧性与附着力（图1b-c）。

        2、超快响应与低能耗：基于该电极的FECDs实现46.4%的透光率变化，响应速度达0.5秒（褪色）/0.9秒（着色），单次循环能耗<0.05 J（图4c）。

        3、卓越稳定性：经历5000次循环后透光率仅衰减2.6%，可承受1000次弯曲/滚动测试（电阻变化<0.018 Ω·□⁻¹），甚至在水洗、针刺、折叠后仍保持功能（图2, 4f）。

        4、普适性制造工艺：通过热压转印技术，可将FECDs集成至迷彩聚酯纤维、莱卡面料、热转印膜等任意织物，实现图案化智能织物（图3a, 5a）。

图2 Ag/Ni 网格/TPU、PET-ITO 和 PET/PEDOT:PSS-AgNWs 的耐久性测试

图3 Ag/Ni网格/TPU在不同基材上的性能

图4 基于Ag/Ni网格/TPU电极的FECDs性能

        研究团队展示了该技术在多场景的应用潜力（图5）

        1、军事伪装：迷彩织物通过电压调控实现“可见光-红外”自适应变色，适用于战场环境切换。

        2、智能包装：开发可变色矿泉水标签，实现信息动态显示。

        3、可穿戴设备：织物电极在人体运动监测中保持稳定导电性，弯曲1000次后电阻变化可忽略。

图5 电致变色织物（ECFs）的制造与性能

Facile fabrication of high-performance electrochromic fabrics based on flexible Ag/Ni mesh electrode with exceptional conductivity

Zhiyi Guo, Tengfei Li, Hao Zhou, Changwei Tan, Ximei Wang, Shuhong Nie, Wenya Xu, Fangfang Pei, Xiuqing Meng, Xinzhou Wu, Xiaolian Chen, Wenming Su, Kai Zhao, Changqing Ye

Sustain. Mater. Technol., 2025, 44: e01396.

Published Online: 11 April 2025

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214993725001642?via%3Dihub