可穿戴设备新材料 石墨烯可以使普通纸变为柔性显示器

必发365登录入口2017年4月11日讯  石墨烯是长久以来大家都在热议的神奇的新材料,它会永远改变我们对于万物的看法。石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料,碳原子以 sp2 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。

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最近,土耳其比尔肯大学研究人员将一张普通的打印纸夹在两层石墨烯膜(由多层石墨烯构成)之间,使其变成了一种柔性电子显示器。他们还将石墨烯排布成多像素模式,把纸折成三维形状,在上面打印出彩色图案,展示了不同于晶片技术的另一类效果。

据美国电气电子工程师协会(IEEE)《光谱》网站近日报道,在柔性显示器中,石墨烯本身有多种用途,如用来替代另一种稀缺材料氧化铟锡(ITO,一种控制显示器像素的透明导体),也可以用在显示器底板上作为电极。

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研究人员发表在《光子学》杂志上的论文称,目前要制造纸上光电子器材还有很大挑战,因为纸表面粗糙,与光学材料不相容。而他们是把石墨烯作为一种电配置光学介质,通过给纸上石墨烯施加偏置电压,触发石墨烯间的离子间层,使其光吸收性发生改变,从透明变黑或从黑变透明。论文作者柯斯昆·可卡巴什说,这个系统可作为一个框架,把普通打印纸变成光电显示器。

他们用化学气相沉积法在金属表面长出石墨烯,在水中蚀去金属后留下一薄层石墨烯膜,然后把纸浸入水中,使石墨烯膜转移到纸上。在实验中,显示器从透明到变黑不到半秒,而从黑暗到透明要4秒钟左右,这更适合不需要图像变换的信号系统,不过与通常显示器相比,它的刷新率还是太慢了。

可卡巴什说,以往开发的基于电泳粒子运动、热致变色染料和液体电湿等原理的技术,也能实现电子纸效果,在消费电子领域有很大潜力,但这些技术与传统纤维素造的打印纸互不相容。他们开发的是一种在普通打印纸上通电显示信息的显示器。

研究人员表示,今后打算进一步研制出具备全部功能的电子纸,有像素和集成驱动电路,并希望这一技术还能用在辊轴制造工艺中。

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