热致变色钙钛矿不仅具有优秀的透光率和调光能力，而且具有相比其他材料（二氧化钒，水凝胶，离子胶等）更简易的制作工艺，在热致变色智能窗领域有广泛的应用前景。然而，现有的热变色钙钛矿智能窗主要以三维（3D）钙钛矿为特征，其环境稳定性不足，给实际应用带来了持续的挑战。
近日，香港城市大学曹之胤课题组提出了一种新型且更具有环境稳定性的二维（2D）热致变色钙钛矿Tha2MAPbI4（TMPI，Tha=硫脲，MA=甲胺）。TMPI表现展现出了优异的透光率（τlum）和调光率（Δτsol），较低且可调的转变温度和明显提升的环境稳定性，展现出在智能窗领域光明的应用前景。相关工作以“Enhancing Stability: Two-Dimensional Thermochromic Perovskite for Smart Windows in Building Applications”发表于国际著名期刊《Advanced Functional Materials》。
此新型钙钛矿热致变色钙钛矿智能窗通过以合适比例的MAI,PbI2和硫脲（6:1:4）配备前驱液，再进行旋涂和加入反溶剂而制备。其变色机理是是由脱水/水合过程引起的零维（0D）钙钛矿和二维钙钛矿之间的相变。在冷态下，此钙钛矿以含有结合水的状态存在，透光率高达83.7%，近乎于全透明，相较于传统的二氧化钒热致变色玻璃的棕黄色更加美观。
随着温度升高，结合水脱离，TMPI呈现出较深的红棕色，透光率为35.2%，可以有效屏蔽太阳光。由于其冷热状态下显著的光调节能力，TMPI钙钛矿智能窗的调光率高达24.7%。
更值得注意的是，TMPI即使在直接暴露于75%的相对湿度和25℃的空气中长达28天后也能保持热变色性能，这与过去的3D钙钛矿形成鲜明对比，后者在类似条件下会在短短几天内失去热变色能力。这项研究提出了一种新的2D钙钛矿，标志着热致变色钙钛矿在环境稳定性上的重大进步，表明了热致变色智能窗的广阔前景。
来源：高分子科学前沿
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