《自然·材料》报道吉大研发的新型双稳态电致变色材料
更新日期：2019-09-249月9日，国际顶级学术期刊《自然·材料》杂志上刊登的文章显示，吉林大学张晓安教授科研团队在新型电致变色材料和双稳态显示技术领域有了重要的新进展。他们开发出的新型高分子电致变色材料让电子信息及图像被静态阅读时，长时间不耗电，只有在翻页即信息切换时才略微耗电。
目前，当代主流显示技术（液晶、LED等）须持续给电，才能维持图像和文字信息，不仅耗电多，且强光直射人眼视网膜，比较伤眼。现有电致变色材料和技术尚无法满足高端电子显示产品在色彩显示、变色速度、双稳态性能等方面的需求。
张晓安团队瞄准这一需求，通过探索非传统的功能仿生方式，研发出具有优异双稳态显示性能的新型电致变色材料。2019年4月，这一科研成果发表在《自然·通讯》期刊上（DOI: 10.1038/s41467-019-09556-5），基于该团队提出的“电致酸/碱”方法，展示了具有电致变色性能的功能仿生超分子材料体系，并以此成功构建了几种前景广泛的电子器件，展示了其给电刺激响应速度快以及省电的潜能。
图1. 双稳态电致变色体系的机理、性质和应用
之后，科研团队进一步设计并开发出新型的高分子电致变色材料，较之前的对比度、稳定性、双稳态等性能方面都有新进展、新突破，更具产业化前景，并展示了该类多色双稳态电致变色器件在商店货架的电子标签（ESL）（或电子广告屏）上的潜在应用，其科研成果以“A multicolour bistable electronic shelf label based on intramolecular proton-coupled electron transfer”为题于2019年9月在《自然·材料》期刊上发表（Nature Materials, 2019, DOI: 10.1038/s41563-019-0471-8）。该器件具有良好的整体性能，其中包括双稳态（> 52 h），可逆性（> 12,000次循环），着色效率（≥1,240 cm2C-1）、透射率变化（70%）以及快速切换（≤1.5 s）。
张晓安团队表示，与传统材料相比，该团队研发的新型电致变色材料的性能更优越，着色效率、双稳态性能均已超过现有同类材料的最佳值，其生产工艺简化，有利于产业化和市场化。该材料还具有超高的颜色对比度，出色的透光率变化和较快的信息切换速度，出色的循环可逆性。研发团队还开发了黑色、品红色、黄色和蓝色等电子显示常用颜色来满足多色显示需求。由于不存在强光直入眼底问题，此类电子产品普及后可提高人们视觉体验，缓解因长时间电子阅读而带来的眼疾问题。
作者认为，这一超级省电显示技术的独到之处在于，其模仿了生命体系中质子和电子相互作用和维持分子动态稳定的超分子工作原理，巧妙地设计了电诱发分子酸碱性的可逆变化，并以此来实现功能染料的颜色变化和持续稳定性。
（来源：吉林大学）