想象一下，一面薄薄的數(shù)字顯示屏如此靈活，以至于你可以把它纏繞在手腕上向任何方向折疊，或者在你的汽車方向盤(pán)上彎曲。芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院(PME)的研究人員正是設(shè)計(jì)了這樣一種材料，它可以彎曲成兩半或拉伸到原來(lái)長(zhǎng)度的兩倍以上，同時(shí)還能發(fā)射出熒光圖案。

科學(xué)雜志《自然-材料》中描述的這種材料具有廣泛的應(yīng)用，從可穿戴電子設(shè)備和健康傳感器到可折疊計(jì)算機(jī)屏幕。

分子工程助理教授Sihong Wang說(shuō)："我們今天使用的幾乎每一個(gè)消費(fèi)電子的最重要組成部分之一是顯示屏，我們結(jié)合了許多不同領(lǐng)域的知識(shí)，創(chuàng)造了一種全新的顯示技術(shù)。"他與分子工程Liew家族教授Juan de Pablo領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。

de Pablo補(bǔ)充說(shuō)："這是你需要的一類材料，最終能夠開(kāi)發(fā)出真正的柔性屏幕。這項(xiàng)工作確實(shí)是基礎(chǔ)性的，我期望它能實(shí)現(xiàn)許多我們甚至還沒(méi)有想到的技術(shù)。"

大多數(shù)高端智能手機(jī)以及越來(lái)越多的電視上的顯示屏都使用了OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)技術(shù)，它將小的有機(jī)分子夾在導(dǎo)體之間。當(dāng)電流被接通時(shí)，小分子會(huì)發(fā)出明亮的光。這種技術(shù)比老式的LED和LCD顯示器更節(jié)能，并因其清晰的圖像而受到稱贊。然而，OLED的分子構(gòu)件具有緊密的化學(xué)鍵和堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)。

Wang說(shuō)："目前用于這些最先進(jìn)的OLED顯示屏的材料非常脆;它們沒(méi)有任何可伸展性。我們的目標(biāo)是創(chuàng)造一種能夠保持OLED的電致發(fā)光，但具有可伸展性的聚合物。"

Wang和de Pablo現(xiàn)在知道將可伸展性注入材料--具有可彎曲分子鏈的長(zhǎng)聚合物需要什么，也知道有機(jī)材料非常有效地發(fā)光需要什么分子結(jié)構(gòu)。他們著手創(chuàng)造新的聚合物，將這兩種特性結(jié)合起來(lái)。

"我們已經(jīng)能夠開(kāi)發(fā)出感興趣的新聚合物的原子模型，并且通過(guò)這些模型，我們模擬了當(dāng)你拉動(dòng)這些分子并試圖使其彎曲時(shí)會(huì)發(fā)生什么，現(xiàn)在我們?cè)诜肿铀?span id="oikgsca" class="keyword">平上了解了這些特性，我們有了一個(gè)框架來(lái)設(shè)計(jì)新的材料，在這些材料中，靈活性和發(fā)光能力得到了優(yōu)化。"

掌握了對(duì)新型柔性電致發(fā)光聚合物的計(jì)算預(yù)測(cè)，他們制造了幾個(gè)原型。正如模型預(yù)測(cè)的那樣，這些材料是柔性的、可拉伸的、明亮的、耐用的和節(jié)能的。

他們?cè)O(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵特征是使用"熱激活延遲熒光"，這讓材料以一種高效的方式將電能轉(zhuǎn)化為光。這種第三代有機(jī)發(fā)射器的機(jī)制可以為材料提供與商業(yè)OLED技術(shù)同等的性能。

研究人員之前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了可拉伸的神經(jīng)形態(tài)計(jì)算芯片，可以在一種靈活的創(chuàng)可貼上收集和分析健康數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在創(chuàng)造出可拉伸顯示器的能力為他不斷增長(zhǎng)的下一代可穿戴電子產(chǎn)品的工具套件增添了光彩。

他說(shuō)，發(fā)光的可彎曲材料不僅可以用來(lái)顯示信息，而且可以集成到需要光的可穿戴傳感器中。例如，測(cè)量血液含氧量和心率的傳感器通常通過(guò)血管照射光線來(lái)感知血流。

可彎曲的發(fā)光材料最終也可以集成到可植入的設(shè)備中，比如那些用光來(lái)控制大腦中神經(jīng)元活動(dòng)的設(shè)備(這種所謂的光遺傳學(xué)目前只用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，以更好地了解大腦和大腦疾病)。

"我的總體夢(mèng)想是為一個(gè)完整的可穿戴電子設(shè)備系統(tǒng)制造所有的基本組件，從傳感到處理到顯示信息，"Wang解釋說(shuō)。"擁有這種可拉伸的發(fā)光材料是朝著這個(gè)夢(mèng)想邁出的又一步。"

該團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃在未來(lái)開(kāi)發(fā)新的顯示器迭代，將更多的顏色整合到熒光中，并改進(jìn)效率和性能，目標(biāo)是最終達(dá)到與現(xiàn)有商業(yè)技術(shù)相同的性能水平。

標(biāo)簽： 液晶顯示屏 數(shù)字顯示屏 可拉伸顯示屏