近日，中国吉林大学张晓安教授课题组开发了一项电致变色的新技术。该技术通过利用金属离子和配体之间的动态配位相互作用，研制出一种非发射型透明显示器，该显示器具有对比度高的特点，在电压刺激下可以实现无色透明态到着色透明态的可逆转变。通过改变染料分子的种类，该显示器可以实现不同颜色的显示。这项技术为未来的许多应用奠定了基础。3月11日，这项研究发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊 Chem上。
吉林大学化学学院副教授、论文通讯作者张宇模表示：“在物联网快速发展的今天，物体通过软件相互连接。窗户、镜子等每一块玻璃都有可能成为未来显示的载体。因此，视力友好型的透明显示器将会得到迅速的发展。而我们的这项技术正是实现透明、视力友好型显示器的关键一步。”
通过施加不同电压，电致变色显示器可以连续且可逆的在着色和褪色状态之间可逆切换。这种特性有望于应用于电致变色窗、节能电子价签、电子广告牌、防眩目后视镜、增强虚拟现实、人工虹膜等领域。然而，目前该技术仍然存在一些局限性，如较低的对比度，较差的稳定性以及较为有限的颜色种类。这些局限限制了电致变色显示器的实际应用。
为了克服这些缺陷，王宇洋博士及其同事开发了一种简单的化学方法。通过电压刺激控制金属离子的价态变化，进而影响金属离子与染料分子的配位与解离过程，诱导染料分子发生结构和颜色的改变。
“与变色反应位点和氧化还原反应位点处于同一位置的传统电致变色材料有所不同，该类新材料中变色位点和氧化还原位点处于不同的反应位点，通过更换染料分子可以轻易实现多种颜色的显示。”张宇模表示。
研究人员利用粘合剂、氧化铟锡电极制备了一个电致变色器件，并将由金属盐、染料分子、电解质和溶剂组成的混合溶液加入到装置中。接下来，他们对该装置进行了一系列的原位光谱、电化学测试。通过测试，研究人员发现该显示装置具有高的显示对比度，通过更换不同种类的染料分子，能够实现品红、黄色、红色、绿色、蓝色、黑色、粉色、紫色、灰黑色多种颜色的显示。尤其对于商业应用中最重要的黑色显示，该显示设备可以在无色和黑色之间可逆切换，并具有高白光对比度和高着色效率，这将有利于透明显示器的实际应用。
张宇模表示：“这种电致变色装置的成本低廉，制备简单，十分适合规模化生产和商业应用。”
下一步，研究人员将继续在优化显示器性能、器件制备技术等方面进行努力，使这类显示技术可以满足高端显示器的实际需求。
张宇模表示：“我们希望更多的科研工作者可以携起手来，共同克服所遇到的困难，促进电致变色技术的商业化。”
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