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來源: 澎湃新聞 近日，中國吉林大學張曉安教授課題組開發了一項電致變色的新技術。該技術通過利用金屬離子和配體之間的動態配位相互作用，研制出一種非發射型透明顯示器，該顯示器具有對比度高的特點，在電壓刺激下可以實現無色透明態到著色透明態的可逆轉變。通過改變染料分子的種類，該顯示器可以實現不同顏色的顯示。這項技術為未來的許多應用奠定了基礎。3月11日，這項研究發表在Cell Press細胞出版社旗下期刊 Chem上。 吉林大學化學學院副教授、論文通訊作者張宇模表示：“在物聯網快速發展的今天，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展。而我們的這項技術正是實現透明、視力友好型顯示器的關鍵一步。” 通過施加不同電壓，電致變色顯示器可以連續且可逆的在著色和褪色狀態之間可逆切換。這種特性有望于應用于電致變色窗、節能電子價簽、電子廣告牌、防眩目后視鏡、增強虛擬現實、人工虹膜等領域。然而，目前該技術仍然存在一些局限性，如較低的對比度，較差的穩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際應用。 為了克服這些缺陷，王宇洋博士及其同事開發了一種簡單的化學方法。通過電壓刺激控制金屬離子的價態變化，進而影響金屬離子與染料分子的配位與解離過程，誘導染料分子發生結構和顏色的改變。 “與變色反應位點和氧化還原反應位點處于同一位置的傳統電致變色材料有所不同，該類新材料中變色位點和氧化還原位點處于不同的反應位點，通過更換染料分子可以輕易實現多種顏色的顯示。”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，他們對該裝置進行了一系列的原位光譜、電化學測試。通過測試，研究人員發現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，能夠實現品紅、黃色、紅色、綠色、藍色、黑色、粉色、紫色、灰黑色多種顏色的顯示。尤其對于商業應用中最重要的黑色顯示，該顯示設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際應用。 張宇模表示：“這種電致變色裝置的成本低廉，制備簡單，十分適合規模化生產和商業應用。” 下一步，研究人員將繼續在優化顯示器性能、器件制備技術等方面進行努力，使這類顯示技術可以滿足高端顯示器的實際需求。 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，促進電致變色技術的商業化。” |
