大阪大学研制新型纸质电致变色显示装置

2018年05月07日 17:22 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

大阪大学的一支研究团队,刚刚结合了一种“高透明纸”(纳米纤维素材质,可见光透射率 90%)和一种由纤维素纸浆支撑的传统“白纸”—— 从而打造出了高透明度的电极和高能见度的白色电解液、并且生产出了基于纸张的电致变色(EC)显示屏。电致变色装置的原理是,当在 EC 电极上施加电压时,离子或电子会进入电解液中的 EC 层(离子溶液),从而表现出染色或脱色的特性。

(研究配图 1:大阪大学研制出新型“纸张”电解质)

传统电池变色装置的已知问题是 ——(1)为了防止电解质的泄露,就必须做好密封,但薄膜的制作很是困难;(2)随着电解液的蒸发,EC 的性能也会有所衰减。

好消息是,由 Hirotaka Koga 带领的研究团队,已经通过氢键,成功地纸张纤维素的表面上,打造出了一种支持非易失性电解液的新型纸质电解质。

其名叫 1-丁基-3-甲基咪唑-4-氟硼酸根 离子液体化合物(BF4),此外在由纳米纤维素制成的透明纸的整个表面上,均匀地涂覆了带有电致变色功能的导电聚合物(PEDOT:PSS)。

(研究配图 2:传统电致变色显示屏与新型纸质 EC 方案的对比)

通过一种类似三明治的夹层结构,研究团队开发出了一种 EC 纸装置。这种电致变色方案不仅解决了之前提到的那些问题,同时拥有纸张的柔韧、易弯曲特性。

此外,一种具有高光学发射系数的白色纸电解质,也提高了 EC 显示屏的可见性。研究团队称之可兼顾传统的书写介质、以及电致显示特性。

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(研究配图 3:功能分子在高性能复合材料的开发中发挥了重要的作用)

结合成功开发的其它基于纸质的电子器件,比如内存、晶体管、天线、以及超级电容,我们就可以制造出新型的“纸质电子图书”。

有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的美国化学学会《应用材料与界面》(ACS Applied Materials and Interfaces)期刊上,原标题为:

Ionic Liquid Mediated Dispersion and Support of Functional Molecules on Cellulose Fibers for Stimuli-Responsive Chromic Paper Devices

[编译自:Osaka University]

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