本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位
三苯胺的應用
近年能源研究當道，但開源也別忘節流。例如，「三苯胺」高分子材料通電就會變色，可用來打造吸收光熱的智能窗，幫助室內降溫、節省冷氣使用，達到節能的目標。
先回到最初，為何會對「化學」有興趣？
後來聯考沒有考好，最後分發的志願是暨南國際大學應用化學系，所以這條路也不算我自願的（害羞笑）。不過我本來就對化學很有興趣，那時候，我的夢想是像電影裡的瘋狂科學家，抱著對科學的熱忱，投入純粹的研究。
化學實驗沒做出來很痛苦，有做出來就有成就感，做得不錯就會越來越喜歡。
高三時，我覺得教科書裡提到的高分子（Macromolecule）很有趣，但當時已接近暑假的指考，沒機會學到太多。後來在暨南國際大學加入劉貴生教授的實驗室，這是專門研究高分子的實驗室，從那時候開始接觸偏向產業應用的高分子材料。
高分子研究，有哪些產業應用方向？
那時候我們挑了鋰電池來做，因為它跟能源應用的「儲能」相關，所以我現在的實驗室也研究如何用石墨烯 （Graphene)）打造鋰電池的陽極。
能源相關的研究，還有另一個分支是「節能」。
在這方面，我們實驗室研究的是一個很有趣的高分子，一種含有三苯胺的高分子材料，其化學式為 (C6H5)3N。這種高分子可以變成很薄的薄膜，柔軟、可透光、只有奈米厚度，通電還能變色，這是很酷的事情，可以應用於建築的窗戶。
三苯胺高分子，為何通電後會變色？
（拿出下圖的分子玩具示範）三苯胺原本的結構，有點像直升機的螺旋槳；但通電後，結構會平面化，連帶改變三苯胺高分子的吸收光譜，並吸收部分可見光，因此從透明變成有顏色。
三苯胺結構(C6H5)3N，通電後的變化。
模型示意│顏宏儒 圖說設計│林婷嫻、林洵安
至於不同的三苯胺高分子，通電後會看到什麼顏色，是經過實驗累積得知的，目前已知的實驗結果可參考下圖的調色盤。
各種三苯胺高分子，與通電後對應的顏色。
資料來源│顏宏儒
三苯胺高分子通電會變色，和節能有什麼關係？
大熱天或西曬的時候，陽光會帶來光和熱，我們就能讓窗戶通電變色，透過變色後的三苯胺高分子塗層可隔絕光線和熱能，這樣室內冷氣就不用開那麼強。另外，不同顏色的智能窗，視覺上也是很繽紛的建築材料，就不一定要裝窗簾。
深色部分為通電變色的窗戶，也可以隨著喜好或隱私需求，切換變色的區塊。
資料來源│顏宏儒
目前常見的三苯胺高分子材料應用，是汽車的防眩後視鏡。當駕駛員看到後面的車子開大燈，在後視鏡按個鈕，就可以將鏡子通電，讓後照鏡的塗層顏色變深一點來防眩。另外，波音 787 客機也配備類似的通電變色智能窗。
但為什麼三苯胺高分子材料製作的智能窗，現在一般建築不太常看到呢？因為製備成本太高了。不過這種材料很有趣，是我從大學一直做到博士班的題目，來到中研院仍然繼續研究它，未來還有很多應用潛能值得去嘗試。
延伸閱讀
- 顏宏儒的個人網頁
- 顏宏儒的實驗室網頁
- H. J. Yen,* G. S. Liou* “Design and Preparation of Triphenylamine-based Polymeric Materials Towards Emergent Optoelectronic Applications” Prog. Polym. Sci. 2019, 89, 250-287.
- H. J. Yen,* C. W. Chang, H. Q. Wong, G. S. Liou* “Cyanotriphenylamine-based Polyimidothioethers as Multifunctional Materials for Ambipolar Electrochromic, Electrofluorochromic Devices, and Fluorescent Electrospun Fibers” Polym. Chem. 2018, 9, 1693-1700.
- H. J. Yen, G. S. Liou* “Flexible Electrofluorochromic Devices with the Highest Contrast Ratio Based on Aggregation-Enhanced Emission (AEE)-active Cyanotriphenylamine-based Polymers” Chem. Comm. 2013, 49, 9797-9799.
本文轉載自中央研究院研之有物，原文為太陽西曬，在室內也中暑？這招打造智能窗降溫，泛科學為宣傳推廣執行單位
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