近期，蔡国发课题组在晶体重构实现高性能电致变色智能窗方面取得新进展，相关成果以为题“Crystal reconstructed Cubic Nickel Oxide with Energetic Reactive Interfaces for Exceptional Electrochromic Smart Window”在Materials Horizons（Mater. Horiz., 2025, Advance Article, DOI: 10.1039/D4MH01537A）上发表。

论文链接：https://doi.org/10.1039/D4MH01537A

电致变色智能窗在外加电场下可以实现可逆、持久的颜色变化，用于调节室内的光热，对节能建筑和低碳减排具有重要意义。然而，传统金属氧化物电致变色材料的致密结构限制了离子传输效率，电致变色性能较差。基于此，蔡国发课题组提出了一种晶体重构策略，通过磷酸化将致密的立方相氧化镍重构为表面具有大量连续晶格孔腔和表面不饱和键的高活性反应界面，显著提升了材料的电致变色性能。理论模拟和实验结果表明这种重构结构优化了离子传输路径，消除了变色过程对K⁺的依赖，从而改善了NiO的反应动力学。所得薄膜具有大的光学调制（90.3%，在500 nm），高的着色效率（81.1 cm² C⁻¹，在500 nm），和快的切换速度（着色和褪色分别为6 s和7.2 s）。结果表明建立的电致变色智能窗户，可以节约60.81 MJ m⁻²的能耗和减少11.98 kg m^-2的碳排放。这种表面晶体重构策略有助于高性能电致变色材料和电化学材料的合理设计与开发。

河南大学硕士研究生胡成玉和博士研究生郭小丹为论文第一作者，河南大学蔡国发教授和朱蕊教授为论文通讯作者，河南大学为第一通讯单位。本工作得到了国家自然科学基金委、中国博士后基金委、河南省科技厅和河南大学的大力支持。