Nhóm sinh viên Bùi Đức Ái, Nguyễn Duy Điền, Nguyễn Huy Hoàng, Nguyễn Thị Hồng Linh, Dương Thị Thảo với sự hướng dẫn của TS. Huỳnh Thị Miền Trung đến từ Trường Đại học Quy Nhơn đã thực hiện nghiên cứu tổng hợp hệ màng điện sắc của DBV bằng phương pháp CA, vật liệu có khả năng chuyển đổi màu sắc dưới tác dụng của dòng điện. Kết quả đạt được mở ra tiềm năng ứng dụng của các hệ vật liệu này trong các thiết bị thông minh.
Vật liệu điện sắc có lẽ là thuật ngữ còn xa lạ với nhiều người, tuy nhiên đã có những người được trải nghiệm công nghệ ứng dụng vật liệu này trên máy bay. Chiếc Boeing 787 Dreamliner được may mắn áp dụng công nghệ cửa sổ đổi màu này: chỉ với một nút bấm, hành khách có thể chỉnh màu cửa sổ từ trong suốt sang một màu xanh tối. Tuy nhiên tại nước ta thì vật liệu điện sắc vẫn còn khá xa lạ và chưa có nhiều ứng dụng rộng rãi. Từ đó nhóm sinh viên đã tiến hành nghiên cứu và chế tạo thành công vật liệu điện sắc hữu cơ ở quy mô phòng thí nghiệm, mở ra nhiều hướng ứng dụng trong tương lại.
Nhóm đã thực hiện nghiên cứu về tính chất quang điện hóa của dibenzyl viologen (DBV) trên nền indium tin oxide (ITO) cũng như khả năng ứng dụng làm màng thông minh của các vật liệu này. Vật liệu điện sắc hữu cơ trên cơ sở viologen có những tính chất vượt trội như độ phản quang tốt, hiệu suất tạo màu cao, tính oxi hóa khử ổn định, phân tử dễ tổng hợp và có khả năng ứng dụng quy mô lớn.
Nhóm đã nghiên cứu tính chất điện hóa của các phân tử viologen trong môi trường acid, các thiết bị điện hóa ở quy mô phòng thí nghiệm đã được thiết kế với hình dạng và kích thước khác nhau. Tính chất điện hóa của phân tử viologen bao gồm DBV trên nền điện cực ITO trong môi trường acid được khảo sát bằng phương pháp quét thế vòng tuần hoàn (CV). Trong vùng thế 0.3V – 1.0V vs Ag/AgCl, phân tử DBV tham gia hai quá trình oxi hóa khử để tạo thành các dạng khử tương ứng là DBV•+ và DBV0 có màu tím và vàng tương ứng trên nền ITO. Sự phụ thuộc của tính chất quang vào trạng thái oxi hóa khử của DBV được nghiên cứu trực tiếp bằng phương pháp UV-Vis. Các dải hấp thụ với đỉnh tương ứng tại 530 nm và 380 nm xuất hiện trong các vùng thế mà phân tử tồn tại ở trạng thái DBV•+ (E = -0.8V) và DBV0 (E = -1.0V). Màng điện sắc DBV•+ được chế tạo bằng phương pháp CA có độ hồi đáp màu khoảng 10s.
Kết quả thử nghiệm sự tạo màu – mất màu của các thiết bị điện sắc ở quy mô phòng thí nghiệm mở ra tiềm năng ứng dụng của thiết bị điện sắc hữu cơ trên cơ sở viologen, như cửa sổ thông minh tiết kiện năng lượng, gương chiếu hậu chống chói, màn hình ti vi tiêu thụ điện năng thấp.
Đề tài của nhóm đã xuất sắc đạt giải Nhất lĩnh vực Công nghệ Hóa – Dược, Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu Khoa học Euréka lần 23 năm 2021
