可穿戴電子設(shè)備不僅能發(fā)光,而且還能改變顏色?這種更酷的時(shí)尚發(fā)光可穿戴電子設(shè)備有望在不久的將來成為現(xiàn)實(shí)。
記者了解到,復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系、聚合物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室彭慧勝課題組現(xiàn)已研制出一種新型纖維狀聚合物發(fā)光電化學(xué)池,該項(xiàng)突破性研究為可穿戴纖維狀發(fā)光器件的發(fā)展帶來“曙光”。相關(guān)研究成果已于23日發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《自然—光子學(xué)》。
近年來,可穿戴電子設(shè)備被廣泛應(yīng)用于微電子、生物醫(yī)藥、運(yùn)輸和航空航天等多個(gè)領(lǐng)域。隨著可穿戴纖維狀能源器件的不斷發(fā)展,柔性、輕質(zhì)、便捷已不能滿足人們對(duì)可穿戴電子設(shè)備的所有想象。如何讓可穿戴電子設(shè)備不僅“用起來很美”,而且“看起來更美”,科研工作者對(duì)可穿戴纖維狀發(fā)光器件的研發(fā)進(jìn)行了持續(xù)攻堅(jiān)。
彭慧勝課題組經(jīng)過三年多潛心研究,通過低成本的溶液法在國(guó)際上首次研制了纖維狀聚合物發(fā)光電化學(xué)池。課題組首先在鋼絲上均勻吸附氧化鋅納米粒子和聚合物發(fā)光層,然后在聚合物發(fā)光層外表面均勻纏繞上一層高導(dǎo)電性的取向碳納米管薄膜,作為透明電極,最終得到了纖維狀聚合物發(fā)光電化學(xué)池。
傳統(tǒng)發(fā)光器件主要包括有機(jī)小分子發(fā)光二極管和聚合物發(fā)光二極管。與傳統(tǒng)發(fā)光二極管相比,該論文第一作者、復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系轉(zhuǎn)博生張智濤表示,纖維狀聚合物發(fā)光電化學(xué)池具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),如較低的操作電壓、較高的電子/光子轉(zhuǎn)換效率和較高的功率效率等。“更加重要的是,相比有機(jī)發(fā)光二極管,聚合物發(fā)光電化學(xué)池對(duì)電極材料表面的粗糙度要求較低,這將有利于大規(guī)模生產(chǎn)。”
據(jù)了解,目前纖維狀聚合物發(fā)光電化學(xué)池可實(shí)現(xiàn)360度發(fā)光。如果將不同顏色的發(fā)光聚合物集成到一根纖維上,還可實(shí)現(xiàn)一根纖維上同時(shí)發(fā)出不同顏色的光。彭慧勝告訴記者,該研究同時(shí)發(fā)現(xiàn),這些發(fā)光纖維還具有良好的柔性,可編成柔性的織物和各種圖案,將不同顏色的纖維組合在一起,通過控制發(fā)光纖維的亮度比,還可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合光顏色的有效調(diào)控。
《自然—光子學(xué)》審稿人表示,多年來,人們一直渴望研制出可穿戴的發(fā)光纖維,但沒有實(shí)現(xiàn),這項(xiàng)研究實(shí)現(xiàn)了突破。據(jù)悉,課題組將進(jìn)一步提高器件性能,為發(fā)光可穿戴電子設(shè)備的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
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