热致变色指温度变化时发生可逆或不可逆的颜色变化现象。热致变色材料在温度传感器、智能控温和智能窗等领域有潜在应用前景。目前报导的多数无机热致变色材料存在热致变色温度太高（>100℃），含铅、汞等有毒物质的问题，难以推广在智能窗等方面的应用。另一方面，集光学、铁电和/或磁性于一体的多功能热致变色材料在智能窗的信号处理和非接触光学信息存储方面具有广阔的应用前景。因此，寻找高稳定性，低热致变色温度，集光学、铁电和/或磁性于一体的多功能热致变色材料对于推动新型智能窗的开发和应用有重要意义。
最近，广东省科学院半导体研究所（以下简称省科学院半导体所）测试分析平台与中山大学李满荣教授课题组联合开展研究，发现无铅无汞铁电材料Sn2P2S6（SPS）在铁电-顺电相变温度附近（~67℃）发生颜色的可逆变化，由橙黄色转变为红色。研究人员通过原位粉末X射线衍射和拉曼光谱分析表明P-S和Sn-S键长随温度的变化导致（P2S6）八面体几何结构和Sn2+离子的配位环境改变。结合第一性原理计算证明，Sn的5s2立体化学活性孤对电子随温度的升高引起负的晶格膨胀，导致晶体结构畸变，从而导致SPS的可逆热致变色。此外，研究人员还发现，SPS显示出相对较高的近红外反射率（R>80%），可以满足建筑或车辆智能窗户的节能需求。
多功能可逆热致变色材料
研究表明，SPS具有较低的热致变色温度（<100℃），且集铁电性和高近红外反射率等性能于一体，在下一代多功能智能窗等领域具有广阔的应用前景。
该研究工作得到了广东省科学院人才引进专项基金和国家自然科学基金等项目的资助和支持，相关研究成果发表在国际学术期刊《Chemical Engineering Journal》上，省科学院半导体所为论文的第一完成单位。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139599
（省科学院半导体所/供稿）
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