电致变色技术能够实现材料光学属性在外加电场作用下的可逆调控，在智能窗、防眩目后视镜及军事伪装等领域具有广阔应用前景。然而，作为决定电致变色器件性能的核心要素之一，电解质材料的选择与设计长期面临两难困境：传统液态电解质虽具有较高的离子电导率，却难以规避泄漏、挥发等安全隐患；全固态电解质虽安全性提升，却又受限于界面接触不良与离子迁移率偏低的瓶颈问题。上述困境在相当程度上制约了电致变色技术的商业化进程。

图1 紫精电致变色器件运行示意图

  针对这一挑战，湖南大学材料科学与工程学院张世国教授团队提出了一种协同设计策略，将室温自发原位凝胶技术与分子工程定制的不对称紫精电致变色材料有机结合，成功构建出一款兼具高安全性与优异电化学性能的电致变色器件。在电解质设计方面，研究团队采用双三氟甲磺酰亚胺锂与三氟乙酸组成的共引发体系，实现了1, 3-二氧戊环在室温条件下的高效开环聚合，构建了具有半互穿网络结构的聚(1, 3-二氧戊环)-聚甲基丙烯酸甲酯离子凝胶电解质。这一“原位固化”策略的核心优势在于：液态前驱体能够在电极界面实现充分润湿，随后在室温下静置（无需紫外光固化）即可自发转化为凝胶态，从而从根本上解决了传统固态电解质固-固接触不良所导致的高界面阻抗问题，同时显著简化了电致变色器件组装工艺。

  为使凝胶电解质发挥最佳效能，研究团队还专门设计了一种新型不对称紫精化合物（FNV-TFSI）。理论计算与实验结果表明，该不对称分子结构通过调控分子间相互作用，能够有效抑制电致变色过程中紫精的二聚现象；同时，端基季铵阳离子的引入还可以加速电荷转移动力学，使器件的响应速度得到明显提升。本研究通过凝胶体系与电致变色活性分子的协同设计，成功开发出一种兼具高安全性、高稳定性与快速响应特性的电致变色器件，为智能窗、防眩目后视镜及军事伪装等应用领域提供了新的技术路径。

  该成果以"In Situ Room-Temperature Spontaneous Gelation Coupled with Asymmetric Viologen for High-Performance Electrochromic Devices"为题发表在《先进材料》（Advanced Materials, 2026, e72748）上。文章第一作者为湖南大学材料科学与工程学院张俊博士，通讯作者为张世国教授。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

图2 共引发体系引发DOL聚合

图3 本工作构建的紫精体系电致变色器件相关性能数据

  原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.72748

湖南大学张世国教授课题组招生26年博士生1-2名

离子液体功能材料方向

  张世国，湖南大学材料科学与工程学院教授、博士生导师、国家“青年千人”。主要从事离子液体功能材料设计及其在电致变色、能源存储与转换等领域的应用研究。至今在Chem. Rev., Prog. Mater. Sci., Adv. Mater., Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Matter, Energy Environ. Sci.等国际期刊上发表论文190多篇。承担国家自然科学基金联合基金重点项目、国家重点研发计划政府间重点专项、国家自然科学基金委国际（地区）合作与交流项目、湖南省重大科技攻关“揭榜挂帅”项目、湖南省杰出青年基金等国家和部省级项目。

  课题组网站：https://www.x-mol.com/groups/Zhang_SG

  招收博士生要求：具有高分子材料、凝胶或离子液体功能材料研究背景，热爱科研，勇于创新，有良好的专业素质和团队合作精神。

  联系方式：junzhang23@hnu.edu.cn; zhangsg@hnu.edu.cn