August 23, 2023
Wyobraźcie sobie cienkie, cyfrowe wyświetlacze tak elastyczne, że można je owinąć wokół nadgarstka i złożyć w dowolnym kierunku, albo zginać na kierownicy samochodu.Naukowcy z Pritzker School of Molecular Engineering (PME) na Uniwersytecie w Chicago opracowali materiał, który można zgiąć na pół lub rozciągnąć do ponad dwukrotności pierwotnej długości, jednocześnie emitując fluorescencyjne wzory.
Materiał opisany w czasopiśmie naukowym Nature Materials ma szeroki zakres zastosowań, od urządzeń elektronicznych do noszenia i czujników zdrowotnych po składane ekrany komputerów.
Sihong Wang, asystent profesora inżynierii molekularnej, powiedział: "Jednym z najważniejszych elementów niemal każdej elektroniki użytkowej, którą używamy dzisiaj, jest ekran.Połączyliśmy wiedzę z wielu różnych dziedzin, aby stworzyć nową technologię wyświetlaniaOn i profesor inżynierii molekularnej Juan de Pablo prowadzili badania.
De Pablo dodał: "To jest rodzaj materiału, którego potrzebujesz, aby w końcu stworzyć naprawdę elastyczny ekran.I mam nadzieję, że może osiągnąć wiele technologii, o których nawet nie myśleliśmy.
Większość zaawansowanych smartfonów i coraz większa liczba ekranów telewizyjnych wykorzystuje technologię OLED (Organic Light Emitting Diode), która łączy małe cząsteczki organiczne między przewodnikami.Kiedy włącza się prądTechnologia ta jest bardziej energooszczędna niż staromodne wyświetlacze LED i LCD i została doceniona za przejrzyste obrazy.składniki molekularne OLED mają ścisłe powiązania chemiczne i twardą strukturę.
Wang powiedział: "Materiały używane obecnie do tych najnowocześniejszych ekranów OLED są bardzo kruche; nie mają żadnej rozciągalności.Naszym celem jest stworzenie polimeru, który może utrzymywać elektroluminescencję OLED, ale ma rozciąganie
Wang i de Pablo wiedzą teraz, co jest potrzebne do wstrzykiwania rozszerzalności do materiałów - długich polimerów z elastycznymi łańcuchami molekularnymi,i jaka struktura molekularna jest potrzebna aby materiały organiczne emitowały światło bardzo skuteczniePostanowili stworzyć nowe polimery łączące te dwie cechy.
Udało nam się opracować modele atomowe nowych interesujących polimerów. Dzięki tym modelom symulujemy, co się dzieje, gdy wyciągniemy te cząsteczki i spróbujemy je zgnieść.Teraz, kiedy rozumiemy te cechy na poziomie molekularnym, mamy ramy do projektowania nowych materiałów, gdzie elastyczność i zdolność luminescencji są zoptymalizowane
Po opanowaniu obliczeń i przewidywania nowych elastycznych polimerów elektroświetlnych, wyprodukowano kilka prototypów.jasny, trwałe i energooszczędne.
Główną cechą ich konstrukcji jest wykorzystanie "termalnie aktywowanego opóźnionego fluorescencji", która pozwala materiałowi skutecznie przekształcać energię elektryczną w światło.Mechanizm tego trzeciego pokolenia emiterów organicznych może zapewnić materiały o takiej samej wydajności jak komercyjna technologia OLED.
Naukowcy opracowali wcześniej rozciągające się układy neurologiczne, które mogą zbierać i analizować zdrowie na elastycznym bandażu.