东华大学王宏志、李克睿课题组AFM: 面向柔性电子纸显现的紫精离子凝胶基反射型电致变色器材
柔性电子纸显现作为一种仿照传统纸张的视觉显现技能,具有许多长处,包含高光学比照度、双稳态显色、低功率密度和柔性等。现在,该范畴已出现许多技能道路,例如电泳显现、液晶显现、电潮湿显现等。除此之外,电致变色显现技能因其具有广色域、宽视角、双稳态显色、低阈值电压/低功耗和易于完成柔性化规划等优势,也成为完成高功能柔性电子纸显现的重要技能道路之一。在面向柔性电子纸显现应用时,电致变色器材不只需求确保优异的变色功能,包含高光学比照度、快速颜色切换、长效安稳循环,还需求具有必定的机械安稳性以满意柔性要求。
现在,电致变色聚合物因具有易于完成多颜色、变色速度快、上色效率高和本征柔韧性等长处,成为开发柔性电致变色显现器材中变色层的最佳挑选之一。PProDOT-Me2作为聚噻吩衍生物是一种较为典型的电致变色聚合物,一般运用LiTFSI、LiClO4和LiTRIF等根据一价Li+阳离子的电解质。但是,选用高价离子基电解质可能为PProDOT-Me2的复原变色反响供给更多的反响电荷,然后提高整个器材的变色功能。
根据此战略,东华大学王宏志、李克睿研讨团队开发了一种根据二价紫精阳离子(Vio2+)的白色离子凝胶,并用其拼装了以PProDOT-Me2为变色层的柔性反射型电致变色器材(图1)。较之于Li+基离子凝胶(13.3%),Vio2+基离子凝胶对应的器材具有更大的光调制规模(39.4%)(图2)。这归因于较之于Li+,Vio2+促进PProDOT-Me2的阴离子掺杂/去掺杂行为(褪色/上色反响)更充沛(图3)。除了光学比照度外,如图4所示,根据Vio2+基离子凝胶的器材具有较快上色/褪色速度(2.9/3.3 s,甚至在1 Hz下仍表现出肉眼可见的变色作用),长效循环安稳性(20000圈循环后保有83.7%)、较低作业能耗(上色/褪色功率密度2.3/2.2 mW cm−2)和杰出机械安稳性(在1.2 cm曲率半径下曲折1080次后保有92%,甚至在0.8 cm曲率半径下完成边曲折边变色的作用)。经过拼装简略的数字显现器(七个该器材构成七个字段),在单片机驱动下可显现数字0~9,展示了应用于柔性电子纸显现的可能性。
图2.根据Vio2+和Li+阳离子的两类电致变色器材(V-ECD和L-ECD)的电致变色功能比照
图3.根据Vio2+和Li+阳离子的两类电致变色器材(V-ECD和L-ECD)的电化学反响机制比照
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