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可拉伸的弹性显示屏，有望重塑电子显示器格局

文章来源：贤集网更新时间：2022-03-25 15:09:08

没人会想到弄坏他们的智能手机、电视或其他电子设备。如今的显示器扁平、僵硬、脆弱，无法重塑以交互方式响应用户。

斯坦福大学化学工程师鲍振安和她的研究团队一直在开发一种显示器，以改变这种状况。这是一项旨在制造柔软、有弹性的“皮肤启发”电子产品的总体任务的一部分。现在，经过三年多的工作，他们在3月23日发表在《自然》杂志上的一篇新论文中展示了一种可伸缩、可能可重塑的显示器的原理证明。

他们的发明取决于一种生产高亮度弹性发光聚合物方法的发现，这种聚合物的功能类似于灯泡中的灯丝。该组织最终的展示完全由弹性聚合物和合成塑料材料制成。该设备的最大亮度至少是手机的两倍，并且可以拉伸到原来长度的两倍而不会撕裂。

“可伸缩显示器可以提供一种人机交互界面的新方式，我们可以看到图像并与之交互，然后显示可以根据我们的反应而改变。”工程学院教授、该论文资深作者鲍说。

启发性的发现

大多数发光聚合物都很硬，拉伸时会开裂。科学家们可以通过添加橡胶等弹性绝缘材料来增加它们的柔韧性。但这些添加剂会降低导电性，这需要聚合物使用危险的高电压来产生甚至微弱的光线。

然而，大约三年前，博士后学者张志涛发现，一种名为“超黄”的黄色发光聚合物，在与一种聚氨酯（一种弹性塑料）混合时，不仅变得柔软柔韧，而且发出更亮的光。

如果我们加入聚氨酯，我们会看到超黄色的纳米结构，这些纳米结构非常重要。它们使易碎的聚合物可拉伸，并使聚合物发出更亮的光，因为纳米结构像鱼网一样连接在一起。与添加橡胶不同的是，使超黄色有弹性的纳米纤维互连网络不会抑制电流，而电流是开发明亮显示屏的关键。在这一发现之后，该小组还创造了弹性的红色、绿色和蓝色发光聚合物。

层叠

现在有了可拉伸发光聚合物，该小组需要将电子显示屏的剩余成分分层。

找到合适的材料来使用真的很有挑战性，在电子方面，它们必须相互匹配，以提供高亮度。但是，它们还需要具有类似的良好机械性能，以使显示器具有可伸缩性。最后，在制造过程中，志涛必须找到一种方法，将各层堆叠在一起，以便该过程不会降低亮度。

最终显示包含七层。两个外层是封装设备的两个基板。向内移动的是两个电极层，每个电极层后面是电荷传输层。最后，发光层夹在中间。

当电流通过显示器时，一个电极向发光层注入正电荷，称为空穴，而另一个电极向发光层注入负电荷电子。当这两种电荷相遇时，它们结合并进入能量激发状态。几乎就在那之后，状态通过产生一个光子——一个光粒子——而恢复正常。

由此产生的全聚合物薄膜可以粘附在手臂或手指上，在弯曲或弯曲时不会撕裂。这将使可穿戴跟踪器的显示器直接连接到皮肤上。

Bao看到了可伸缩显示器的多种潜在用途。它可以用来制作可重塑的交互屏幕，甚至在地图上形成三维景观。

想象一下，在一个显示屏上，你既能看到屏幕上的三维物体，也能感觉到屏幕上的三维物体，这将是一种全新的远程互动方式。

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