Abstract A novel polymer, denoted as TP-X, is synthesized by grafting 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (4-amino-TEMPO) onto the poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVDF-HFP) backbone. TP-X was electrospun into a nanofibrous polymer matrix and introduced into viologen-based electrochromic devices (ECDs). Heptyl viologen (HV) was chosen as the electrochromic material and TEMPO was added as the stable redox couple in the ECDs in this study. The results show that the addition of TP-X nanofibers (TP-X NF) effectively reduced the aggregation of HV and the grafted TEMPO moieties provide the extended surface area for electron transfer. The reduction in viologen aggregation led to outstanding stability and the extended electron transfer surface area resulted in fast write-erase response for ECDs with TP-X NF polymer matrix. The optimized ECD containing the TP-10 NF showed fast write-erase response times of 2.3 and 1.5 s for bleaching and coloring at 605 nm, respectively. More importantly, the incorporation of TP-10 NF gave improved stability of the ECDs, which retained more than 83% of its initial transmittance change at 605 nm after 10,000 operation cycles, as compared to the conventional solution-type ECD (27.3%). This study provides a potential polymer matrix to be utilized in various electrochemical applications for pursuing decent performance and reliable stability.

中文翻译：

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将 TEMPO 接枝 PVDF-HFP 聚合物基质的电纺纳米纤维加入紫罗碱基电致变色装置中

摘要 通过将 4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基（4-氨基-TEMPO）接枝到聚（偏二氟乙烯-共-六氟丙烯）上合成了一种新型聚合物，记为 TP-X。 (PVDF-HFP) 主干。TP-X 被电纺成纳米纤维聚合物基质，并被引入基于紫精的电致变色装置 (ECD)。在本研究中，选择庚基紫精 (HV) 作为电致变色材料，并添加 TEMPO 作为 ECD 中的稳定氧化还原对。结果表明，TP-X 纳米纤维（TP-X NF）的添加有效地减少了 HV 的聚集，并且接枝的 TEMPO 部分为电子转移提供了扩展的表面积。紫罗碱聚集的减少导致了出色的稳定性，并且扩展的电子转移表面积导致了具有 TP-X NF 聚合物基质的 ECD 的快速写擦除响应。包含 TP-10 NF 的优化 ECD 分别在 605 nm 处显示出 2.3 和 1.5 秒的快速写擦除响应时间。更重要的是，TP-10 NF 的加入提高了 ECD 的稳定性，与传统的溶液型 ECD（27.3%）相比，在 10,000 次操作循环后，其在 605 nm 处的初始透射率变化保持了 83% 以上。这项研究提供了一种潜在的聚合物基质，可用于各种电化学应用，以追求良好的性能和可靠的稳定性。与传统的溶液型 ECD (27.3%) 相比，在 10,000 次操作循环后，它在 605 nm 处保留了 83% 以上的初始透射率变化。这项研究提供了一种潜在的聚合物基质，可用于各种电化学应用，以追求良好的性能和可靠的稳定性。与传统的溶液型 ECD (27.3%) 相比，在 10,000 次操作循环后，它在 605 nm 处保留了 83% 以上的初始透射率变化。这项研究提供了一种潜在的聚合物基质，可用于各种电化学应用，以追求良好的性能和可靠的稳定性。