Новости химической науки > Все цвета радуги для дисплеев будущей электроники

Пористые полимерные гели могут играть роль электроактивных фотонных кристаллов для дисплеев будущего.

Рисунок из Angew., Chem., Int., Ed., doi: 10.1002/anie.200804391

Крылья некоторых бабочек могут обладать цветом при отсутствии пигментов. Зачастую богатство красок крыльев чешуекрылых обуславливается светорассеянием белого цвета на наноструктурных образованиях, покрывающих крылья насекомого. Сходного эффекта можно добиться при использовании фотонных кристаллов. Исследователи из Британии и Канады разработали высокоэффективные фотонные кристаллы, цвет которых может быть настроен непрерывно в области спектра от ультрафиолета до ближнего ИК. Новый материал может быть использован для производства полноцветных дисплеев.

Разработка фотонных кристаллов для полноцветных дисплеев представляет собой непростую техническую задачу. Фотонные кристаллы должны менять свои оптические свойства под воздействием таких внешних раздражений, как, например, изменение напряжения; они должны делать это непрерывно, обратимо и очень быстро, необходимо, чтобы эти соединения можно было получать в больших количествах в результате сравнительно недорогого процесса.

Исследовательская группа под руководством Джоффри Озина (Geoffrey A. Ozin) из Университета Торонто смогли разработать материал, отвечающий всем требуемым свойствам. Новый материал представляет собой полимерный гель с инвертированной структурой опала.

Опал представляет собой мерцающий драгоценный камень, состоящий из наноскопических плотно упакованных слоев силикатных сфер, рассеивающих свет. Исследователи получили инвертированную опаловую структуру, откладывая тонкие слои силикатных сфер на субстрат и заполняя пустое пространство слоями электропроводящего полимера, которые затем сшивали. Вытравливание силиката позволяет получить высокопористый полимерный гель со структурой, подобной кристаллической решетке. Там, где у настоящего опала содержатся сферы, у нового материала присутствуют сферы, которые были заполнены раствором электролита.

При приложении напряжения к материалу электролитный растворитель диффундирует в полимерный гель, вызывая его набухание. При понижении напряжения гель сжимается. Большая площадь контакта электролита с проводящим полимером приводит к чрезвычайно быстрому изменению формы материала. Изменения размеров псевдокристаллической решетки геля приводит к тому, что на ней отражается свет с разной длиной волны, причем таким способом может быть «покрыт» весь спектр видимого света. Например, при 2 В гель имеет красную окраску, а при 1.6 В он зеленый.

Источник: Angew., Chem., Int., Ed., doi: 10.1002/anie.200804391

метки статьи: #новые материалы, #органическая химия, #физическая химия, #химия полимеров