文献综述
摘要：随着当代物联网技术的飞速发展，传感器的地位也在不断提升。柔性压电电致变色协同效应则致力于解决小型传感器的自供电问题，有巨大的商业价值和广阔的前景应用。压电效应可以与电致变色效应耦合实现压力产生颜色的改变。本课题创新性地采用层状晶体云母作为衬底，当云母晶体减薄至20微米以下时，柔性会大大增加，弯曲曲率半径可达到1厘米以下。此外，云母晶体有很好的耐高温性能，可以在800℃以下保持结构不变，该温度可以确保PZT材料成相。本课题通过直接在其上生长PZT薄膜来制备柔性压电传感器和WO3电致变色器件，然后在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片上结合起来实现压致变色，不但可以避免污染和界面结合问题对薄膜性质的破坏，而且工艺极其简单，成本低廉，可以用于实现可穿戴小型设备的自供电功能。
关键词 柔性压电 电致变色 压致变色
1、研究背景
1.1压电效应
压电性最早在1880年由居里兄弟在石英晶体中发现。压电效应称为正压电效应，即在晶体的特定方向施加压力时，相应的表面上出现正或负的电荷，且电荷密度与压力大小成正比。相反的，如果将具有压电效应的晶体置于外电场中，电场使介质内部正负电荷中心发生位移，导致介质产生形变，这种由电产生机械变形的现象称为逆压电。压电效应被广泛地应用在各种电子器件中，并在国防和生活中发挥着巨大的作用。其正压电效应也被用于压电传感器、压电超声换能器等领域中。其逆压电效应则可用来制备压电精密致动器、压电晶体振荡器等器件。此外压电材料在压电滤波器、压电声表面波器件等方面有着广泛的应用。压电效应之所以被广泛的研究，还要归功于其可以便捷地实现与其他物理效应的耦合，从而产生新的物理效应。比如压电效应与磁致伸缩效应的耦合可以产生磁电效应，应用于磁电传感器的研究；压电效应与电致发光效应的耦合可以实现压力产生光的效果。在众多的压电材料中，锆钛酸铅(PZT)因拥有优异并且稳定的压电、铁电性能和较高的居里温度而备受青睐。
1.2电致变色
电致变色材料的特征是在外电压驱动下，其光学性能发生可逆和持久稳固的变化外观上表现为颜色变化，由电致变色材料组成的器件称为电致变色器件[17]。电致变色材料能够在电荷注入和抽出时可逆地改变光学性质，其由外部施加的电压驱动。目前，因为低功耗和高着色效率使它们适用于各种应用，如智能窗户、电子广告牌，以及便携式和柔性设备的显示器，包括智能卡、价格标签等，当注入质子或其他小的单价阳离子如Li 时，三氧化钨(WO3)变成深蓝色。如果将WO3薄膜用于电致变色，则产生的功耗很低。因此，完全有可能通过从环境中收集能量的压电器件驱动电致变色装置，例如气流，振动，声波，人类活动等等。
- 研究现状
2.1关于柔性压电材料的研究
在过去几年中，国内外在研究柔性器件、可穿戴智能设备方面已经取得了不错的进展，由于人体运动多是产生大形变的应力传递方式，因此通过与人体贴合方式来吸收运动能的柔性压电器件是目前研究一大热点。早期我们把压电柔性器件称为纳米发电机 (Nanogenerator)。
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