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來源: 澎湃新聞 近日，中國吉林大學(xué)張曉安教授課題組開發(fā)了一項電致變色的新技術(shù)。該技術(shù)通過利用金屬離子和配體之間的動態(tài)配位相互作用，研制出一種非發(fā)射型透明顯示器，該顯示器具有對比度高的特點(diǎn)，在電壓刺激下可以實(shí)現(xiàn)無色透明態(tài)到著色透明態(tài)的可逆轉(zhuǎn)變。通過改變?nèi)玖戏肿拥姆N類，該顯示器可以實(shí)現(xiàn)不同顏色的顯示。這項技術(shù)為未來的許多應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。3月11日，這項研究發(fā)表在Cell Press細(xì)胞出版社旗下期刊 Chem上。 吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院副教授、論文通訊作者張宇模表示：“在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的今天，物體通過軟件相互連接。窗戶、鏡子等每一塊玻璃都有可能成為未來顯示的載體。因此，視力友好型的透明顯示器將會得到迅速的發(fā)展。而我們的這項技術(shù)正是實(shí)現(xiàn)透明、視力友好型顯示器的關(guān)鍵一步。” 通過施加不同電壓，電致變色顯示器可以連續(xù)且可逆的在著色和褪色狀態(tài)之間可逆切換。這種特性有望于應(yīng)用于電致變色窗、節(jié)能電子價簽、電子廣告牌、防眩目后視鏡、增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)、人工虹膜等領(lǐng)域。然而，目前該技術(shù)仍然存在一些局限性，如較低的對比度，較差的穩(wěn)定性以及較為有限的顏色種類。這些局限限制了電致變色顯示器的實(shí)際應(yīng)用。 為了克服這些缺陷，王宇洋博士及其同事開發(fā)了一種簡單的化學(xué)方法。通過電壓刺激控制金屬離子的價態(tài)變化，進(jìn)而影響金屬離子與染料分子的配位與解離過程，誘導(dǎo)染料分子發(fā)生結(jié)構(gòu)和顏色的改變。 “與變色反應(yīng)位點(diǎn)和氧化還原反應(yīng)位點(diǎn)處于同一位置的傳統(tǒng)電致變色材料有所不同，該類新材料中變色位點(diǎn)和氧化還原位點(diǎn)處于不同的反應(yīng)位點(diǎn)，通過更換染料分子可以輕易實(shí)現(xiàn)多種顏色的顯示。”張宇模表示。 研究人員利用粘合劑、氧化銦錫電極制備了一個電致變色器件，并將由金屬鹽、染料分子、電解質(zhì)和溶劑組成的混合溶液加入到裝置中。接下來，他們對該裝置進(jìn)行了一系列的原位光譜、電化學(xué)測試。通過測試，研究人員發(fā)現(xiàn)該顯示裝置具有高的顯示對比度，通過更換不同種類的染料分子，能夠?qū)崿F(xiàn)品紅、黃色、紅色、綠色、藍(lán)色、黑色、粉色、紫色、灰黑色多種顏色的顯示。尤其對于商業(yè)應(yīng)用中最重要的黑色顯示，該顯示設(shè)備可以在無色和黑色之間可逆切換，并具有高白光對比度和高著色效率，這將有利于透明顯示器的實(shí)際應(yīng)用。 張宇模表示：“這種電致變色裝置的成本低廉，制備簡單，十分適合規(guī)模化生產(chǎn)和商業(yè)應(yīng)用。” 下一步，研究人員將繼續(xù)在優(yōu)化顯示器性能、器件制備技術(shù)等方面進(jìn)行努力，使這類顯示技術(shù)可以滿足高端顯示器的實(shí)際需求。 張宇模表示：“我們希望更多的科研工作者可以攜起手來，共同克服所遇到的困難，促進(jìn)電致變色技術(shù)的商業(yè)化。” |
