一种新型石墨烯/ChLC基光调制器，用于智能窗户和摄影等

1成果简介

滤光片在投影和显示技术、照明工程、图像传感、摄影等方面无处不在，而那些能够实现宽范围动态光色调节的滤光片却仍然缺乏。本文，北京大学杨槐教授、张艳锋教授、刘忠范院士等《Nano Lett》期刊发表名为“Graphene/Cholesteric Liquid-Crystal-Based Electro-Driven Thermochromic Light Modulators toward Wide-Gamut Dynamic Light Color-Tuning-Related Applications”的论文，研究结合石墨烯的电加热能力和小分子量胆固醇液晶（ChLC）独特的光学性质（热致变色和圆二色性），构建了一种全新的热致变色光调制器作为主动可调色滤光片。

具有合理高导电性的透明石墨烯/玻璃混合物既可用作驱动温度响应 ChLC 热致变色的高性能加热器，也可用于中性光衰减器来控制亮度。由于ChLC的温度和偏振相关光谱特性，可以分别实现透射光颜色的广泛可调色相和饱和特性。还演示了几个有趣的应用，例如用于背光调色的可变智能窗口和用于摄影的颜色可变滤镜。本工作为推动石墨烯/ChLC基光调制器在下一代光管理相关场景中的应用提供了新的示范。

2图文导读

图1.H2O辅助CVD合成大面积均匀石墨烯/玻璃杂化物，具有高透明度和导电性

图2、新型石墨烯/ChLC基光调制器的制备及其宽色域热致变色性能检测

图3.石墨烯/ChLC基光调制器在不同施加的加热电压、不同偏振入射光和不同入射角下的高度可调光谱特性

图4.石墨烯/ChLC基光调制器在颜色可变智能窗口中的应用。

图5.石墨烯/ChLC基光调制器在摄影用颜色可变滤光片中的应用。

3小结

综上所述，通过创造性地整合石墨烯的电加热能力和近中性厚度依赖性的光吸收特性以及ChLC的温度和偏振相关的光谱/光学特性（分别为热致变色和圆二色性），开发了一种新型石墨烯/ChLC基光调制器。这种新型光调制器能够在宽色域内动态调整透射光颜色（即色调、饱和度和亮度）。这项工作还将为下一代光过滤相关器件的功能集成、结构紧凑化和小型化提供全新的示范，并推动其在新概念显示器件、动态多色光源、多功能智能窗口等方面的应用。

文献：

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c01118

来源：材料分析与应用