Les innovations en matière de revêtements électro-chromes pourraient bientôt offrir des solutions écologiques pour maintenir la fraîcheur des espaces intérieurs. À l’instar des lunettes de soleil qui s’assombrissent pour protéger des rayons, les propriétés optiques de ces films transparents peuvent être ajustées grâce à l’électricité pour bloquer la chaleur et la lumière solaires.
Des chercheurs ont récemment démontré un nouveau design de film électro-chrome basé sur des cadres organométalliques (MOFs) qui passe rapidement et de manière fiable de transparent à vert anti-éblouissement, puis à rouge isolant thermique.
Utilisation des cadres organométalliques (MOFs)
Hongbo Xu et ses collègues ont choisi d’utiliser des MOFs dans leur film électro-chrome en raison des capacités de ces substances cristallines à former des films minces avec des tailles de pores personnalisables. En modifiant la longueur du ligand organique qui se lie à l’ion métallique, il est possible d’améliorer le flux de courant, de contrôler plus précisément les couleurs et d’augmenter la durabilité.
Lors des démonstrations, le film électro-chrome à base de MOF de Hongbo Xu a pris 2 secondes pour passer de transparent à vert avec un potentiel électrique de 0,8 volts, et 2 secondes pour passer au rouge foncé avec 1,6 V. Le film a maintenu la couleur verte ou rouge pendant 40 heures lorsque le potentiel a chuté, sauf si une tension inverse était appliquée pour revenir à l’état transparent.
Performances et durabilité
Le film a également montré une fiabilité remarquable à travers 4 500 cycles de passage de coloré à clair. Avec une optimisation supplémentaire, les chercheurs estiment que leurs revêtements ajustables pourraient être utilisés dans des fenêtres intelligentes régulant les températures intérieures, ainsi que dans des dispositifs optiques intelligents et des capteurs de plus petite échelle.
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En plus du film électro-chrome à base de MOF de Hongbo Xu, plusieurs autres groupes de recherche ont rapporté des conceptions de revêtements électro-chromes, y compris un film de refroidissement radiatif bloquant les UV mais visuellement transparent, un film coloré à base de plantes qui devient plus frais lorsqu’il est exposé à la lumière du soleil, et un film thermoréactif qui s’assombrit par temps froid et s’éclaircit lorsqu’il fait chaud.
Perspectives d’avenir
Les revêtements électro-chromes basés sur les MOFs représentent une avancée significative dans le domaine des technologies de régulation thermique et de gestion de la lumière. En combinant des matériaux innovants et des techniques de fabrication avancées, ces films offrent des solutions potentielles pour améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments et des dispositifs électroniques.
Les recherches futures se concentreront probablement sur l’optimisation des performances et la réduction des coûts de production, rendant ces technologies plus accessibles et pratiques pour une utilisation quotidienne. Les applications potentielles sont vastes, allant des fenêtres intelligentes aux dispositifs portables, en passant par les capteurs environnementaux.
Article : « Biphenyl Dicarboxylic-Based Ni-IRMOF-74 Film for Fast-Switching and High-Stability Electrochromism » – DOI: 10.1021/acsenergylett.4c00492
