Design, characterization and fabrication of electrochromic flexible materials for the development of smart devices

Abstract

L'avenç al món tecnològic ha impulsat la innovació d'aplicacions amb funcionalitats intel·ligents. Per tant, la creació de materials les característiques dels quals poden canviar de manera reversible per un estímul extern s'ha convertit en un tema de recerca en augment en els darrers anys. En particular, els materials electrocròmics tenen la capacitat de canviar de color en resposta a un voltatge elèctric. El control de la transmissió de llum o l'absorció de materials pot contribuir significativament a aplicacions com ara pantalles electrocròmiques, finestres intel·ligents, miralls retrovisors antienlluernadors i, més recentment, en biosensors colorimètrics. La tesi doctoral actual descriu la resposta electrocròmica de molècules que mostren "electrocromisme veritable", com el poli(3,4-(propilendioxi)tiofè i el Blau de Prússia, així com "electrocromisme amb memòria", com els interruptors moleculars de tipus espiropirà i diariletè Finalment, aquesta tesi mostra, com a prova de concepte, el disseny i fabricació de pantalles i sensors electrocròmics més respectuosos amb el medi ambient.

El avance en el mundo tecnológico ha impulsado la innovación de aplicaciones con funcionalidades inteligentes. Por lo tanto, la creación de materiales cuyas características pueden cambiar de manera reversible por una estímulo externo se ha convertido en un tema de investigación en aumento en los últimos años. En particular, los materiales electrocrómicos tienen la capacidad de cambiar de color en respuesta a un voltaje eléctrico. El control de la transmisión de luz o la absorción de materiales puede contribuir significativamente a aplicaciones como pantallas electrocrómicas, ventanas inteligentes, espejos retrovisores antideslumbrantes y, más recientemente, en biosensores colorimétricos. La tesis doctoral actual describe la respuesta electrocrómica de moléculas que muestran "electrocromismo verdadero", como el poli(3,4-(propilendioxi)tiofeno y el Azul de Prusia, así como "electrocromismo con memoria", como los interruptores moleculares de tipo espiropirano y diarileteno. Finalmente, esta tesis muestra, como prueba de concepto, el diseño y fabricación de pantallas y sensores electrocrómicos más respetuosos con el medioambiente.

The advancement in the technological world has boosted the innovation of applications with smart functionalities. The inception of materials whose characteristics may be reversibly changed by an external input has therefore become a research hotspot in recent years. Particularly, electrochromic materials have the ability of changing their color in response to an electric voltage. The control of light transmittance or absorption of materials can contribute significantly to applications like electrochromic displays, smart windows, antiglare rear-view mirrors, and more recently, in colorimetric biosensors. The current PhD thesis describes the electrochomic response of molecules that show "true electrochromism", such as poly(3,4-(propylenedioxy)thiophene and Prussian Blue, as well as "electrochromism with memory", such as spiropyran and diarylethene molecular switches. Finally, this thesis shows, as a proof of concept, the design and fabrication of more ecofriendly electrochromic displays and sensors.