В Японии создали дисплей-хамелеон из глины и европия, который почти не тратит энергию

Японские ученые из Университета Чиба разработали новый тип дисплеев, которые могут одновременно излучать свет и менять цвет. Исследование, проведенное профессорами Норхиса Кобаяши и Казуки Накамурой было опубликовано в журнале Chemistry of Materials.
Современные экраны телефонов при максимальной яркости быстро расходуют заряд батареи. То же самое касается больших мониторов и цифровых табло, которые при постоянной работе потребляют в два раза больше энергии.
Новая технология дисплеев на основе электрохимических реакций обещает значительно снизить энергопотребление и улучшить видимость в разных условиях освещения. Это открывает перспективы для создания более экономичных и экологичных экранов, от цифровых вывесок до портативных устройств.
Исследователи использовали многослойную глиняную структуру (смектит), которая стабилизирует два ключевых компонента:
Комплексы европия (Eu³⁺) — это соединения редкоземельного металла европия, которые могут светиться (люминесцировать) при воздействии электричества или ультрафиолета.
Представь светящиеся наклейки или люминесцентные часы — они тоже накапливают энергию и потом ее излучают. Комплексы европия работают похожим образом, но дают яркое красное свечение.
Гептил виологен (HV²⁺) — это химическое вещество, которое меняет цвет под воздействием электрического тока. Оно работает как переключатель: при подаче напряжения молекулы вступают в реакцию, и вещество окрашивается, например, в синий цвет. Когда напряжение убирают, оно возвращается в исходное состояние.
Эти материалы были нанесены на прозрачные электроды из оксида индия-олова, что позволило устройству реагировать на небольшие электрические импульсы:
- При подаче напряжения гептил виологен окрашивается в ярко-синий цвет.
- В то же время люминесценция комплексов европия подавляется, что позволяет управлять цветом и свечением одновременно.
Таким образом, новый дисплей может динамично менять свой внешний вид, адаптируясь к различным условиям, подобно хамелеону, который меняет цвет своей кожи в зависимости от окружающей среды.
По сравнению с традиционными дисплеями на органических светодиодах (OLED), которые для достижения аналогичного уровня яркости обычно требуют напряжения в диапазоне 6–10 В и потребляют примерно в 3–5 раз больше энергии, новая технология потребляет в 2 раза меньше. Кроме того, долговечность работы новых экранов так же повысится.
Почему это важно?
«Новая технология может заменить энергоемкие экраны смартфонов, планшетов и рекламных панелей. Ее преимущество — отличная видимость как на ярком солнце, так и в темноте», — отметил профессор Накамура.