高效可拉伸发光聚合物，用于可拉伸OLED显示器的柔性电子设备

高效可拉伸发光聚合物，用于可拉伸OLED显示器的柔性电子设备

想象一下，一个如此灵活的薄型数字显示屏，您可以将其缠绕在手腕上，向任何方向折叠，或将其弯曲在汽车的方向盘上。芝加哥大学普利兹克分子工程学院（PME）的研究人员设计了这样一种材料，它可以弯曲成两半或拉伸到其原始长度的两倍以上，同时仍然发出荧光图案。

《Nature Materials》中描述的这种材料具有广泛的应用，从可穿戴电子产品和健康传感器到可折叠的计算机屏幕。

芝加哥大学普利兹克分子工程学院的研究人员，由Sihong Wang（上图）和Juan de Pablo领导，设计了一种材料，可以弯曲成两半或拉伸到其原始长度的两倍以上，同时仍然发出荧光图案。

“我们今天使用的几乎所有消费电子产品中最重要的组件之一是显示器，我们结合了许多不同领域的知识，创造了一种全新的显示技术，”分子工程助理教授Sihong Wang说，他与Juan de Pablo一起领导了这项研究。

“这是你最终能够开发出真正灵活的屏幕所需的材料类别，”de Pablo补充道。“这项工作确实是基础性的，我希望它能够允许许多我们甚至还没有想到的技术。“

芝加哥大学普利兹克分子工程学院的研究人员，由Sihong Wang和Juan de Pablo领导，设计了一种材料，可以弯曲成两半或拉伸到其原始长度的两倍以上，同时仍然发出荧光图案。

制造柔韧、发光的聚合物

大多数高端智能手机以及越来越多的电视上的显示器都使用OLED（有机发光二极管）技术，该技术将小有机分子夹在导体之间。当电流打开时，小分子会发出明亮的光。该技术比旧的LED和LCD显示器更节能，并因其清晰的图像而受到称赞。然而，OLED的分子构建块具有紧密的化学键和刚性结构。

“目前这些最先进的OLED显示器中使用的材料非常脆弱;它们没有任何可拉伸性，“王说。“我们的目标是创造一种保持OLED电致发光但使用可拉伸聚合物的东西。“

电极和可拉伸OLED制造工艺流程

Wang和de Pablo知道如何将拉伸性灌输到材料中 - 具有可弯曲分子链的长聚合物 - 并且还知道有机材料非常有效地发光所需的分子结构。他们着手创造新的聚合物，将这两种特性结合起来。

“我们已经能够开发感兴趣的新聚合物的原子模型，并且通过这些模型，我们模拟了当你拉动它们并试图弯曲它们时这些分子会发生什么，”de Pablo解释说。“现在我们在分子水平上了解了这些特性，我们有一个框架来设计新材料，其中灵活性和发光得到优化。“

凭借对新型柔性电致发光聚合物的计算预测，他们构建了几个原型。正如模型预测的那样，这些材料具有柔韧性、可拉伸性、明亮、耐用且节能的特点。

他们设计的一个关键特征是使用“热激活延迟荧光”，让材料以高效的方式将电能转换为光。这种用于有机发射器的第三代机制可以提供与商用OLED技术相当性能的材料。

可穿戴电子产品的愿景

Wang之前开发了可拉伸的神经形态计算芯片，可以在一种灵活的创可贴上收集和分析健康数据。现在，创建可拉伸显示器的能力增加了他不断增长的下一代可穿戴电子产品工具套件。

他说，发光的可弯曲材料不仅可以用于显示信息，还可以集成到需要光的可穿戴传感器中。例如，测量血液氧合和心率的传感器通常通过血管照射光线以感知血流。

王说，可弯曲的发光材料最终也可以集成到可植入的设备中，例如那些使用光来控制大脑中神经元活动的设备（这种所谓的光遗传学目前仅用于动物实验，以更好地了解大脑和大脑疾病）。

“我的总体梦想是制造整个可穿戴电子产品系统的所有基本组件，从传感到处理再到显示信息，”王解释说。“拥有这种可拉伸的发光材料是朝着这个梦想迈出的又一步。“

该团队计划在未来开发显示器的新版本，将其他颜色集成到荧光中并提高效率和性能。

“我们的目标是最终达到与现有商业技术相同的性能水平，”王说。

审核编辑 ：李倩