أصبح تطوير شاشات العرض الإلكترونية منخفضة الاستهلاك للطاقة وسهلة الاستخدام هدفاً طويل الأجل للتنمية المستدامة العالمية في المستقبل. تعد شاشة العرض الإلكترونية ذات الثبات ، والتي تتطلب محركًا كهربائيًا قليلًا جدًا لقلب الصفحات دون استهلاك طاقة إضافية لعرض المعلومات / الصور باستمرار ، أحد البدائل المحتملة الجيدة جدًا. تشتمل تقنيات العرض العاكسة ذات الخصائص الثنائية الجزئية / الكاملة على الحبر الإلكتروني ، والبلور السائل الكوليستي ، والتقنيات الكهربية ، وما إلى ذلك ، وهي تعرض المعلومات في وضع انعكاس الضوء ، والتي لا يزال من الممكن قراءتها تحت ضوء الشمس الخارجي عالي السطوع والبيئات الداخلية المظلمة نسبيًا. كما أنها صديقة جدًا للعيون ، ويمكنها أن تتجنب بشكل فعال الأضرار التي تلحق بالعيون بسبب وهج الشاشة التقليدية الباعثة للضوء التي تصيب الشبكية مباشرة في المقابل ، جذبت المواد والأجهزة الكهربائية ثنائية الاستقرار اهتمامًا متزايدًا في جميع أنحاء العالم نظرًا لمزاياها المثيرة (مثل الألوان الزاهية ونطاق التباين اللوني الواسع وعملية التحضير السهلة نسبيًا ، إلخ).

في ورقة جديدة نشرت في علم الضوء والتطبيققام فريق من العلماء بقيادة البروفيسور شون شياو آن زانج من مختبر الدولة الرئيسي للبنية والمواد الجزيئية الفائقة ، كلية الكيمياء ، جامعة جيلين ، الصين ، بتلخيص استراتيجيات جديدة لتحقيق أنظمة كهربائية ثنائية الاستقرار أكثر مثالية.

في الوقت الحالي ، تم استغلال العديد من المواد الكهربية ، وتم اقتراح استراتيجيات مختلفة لتصميم المواد ثنائية الاستقرار وتحسين الأداء ، مثل ، يمكن تغيير لون ونفاذية الجهاز من خلال الترسيب القابل للانعكاس وتفكك أيونات المعادن على سطح القطب لتحقيق الاستقرار. عرض كهربائي يتم تنظيم مستوى HOMO لبوليمر الأكسدة والاختزال من خلال تعديل البديل على الهيكل العظمي للبوليمر المترافق ، مما يؤثر على نقل شحنة الواجهة بين البوليمر والقطب الكهربي ، وتثبيط تفاعل الأكسدة والاختزال التلقائي ؛ يمكن تحسين الأداء القابل للثبات للمادة عن طريق خلط جزيئات مختلفة معًا (مثل الثبات الهيكلي للبوليمر المحتوي على السيلينيوم والخصائص البصرية الجيدة لبوليمر الثيوفين في المنطقة المرئية) ؛ يستغل نظام EC غير المباشر بآلية جديدة - مفاتيح تبديل الألوان الجزيئية القابلة للانعكاس "حمض كهربائي قابل للتنظيم / قاعدة". إنها طريقة فعالة للتغلب على الاختناق التقني الذي لا يمكن التغلب عليه لأنظمة التوصيل المباشر التقليدية من خلال تجنب الجذور الحرة غير المستقرة أثناء التفاعل من خلال التفاعلات التعاونية / التثبيت ، وقد تم استخدامها على نطاق واسع للتغلب على حالة / حواجز الطاقة العالية غير المرغوب فيها لجزيئات الأكسدة والاختزال من أجل تفاعلات كيميائية مختلفة.

على الرغم من أن تقنيات الشاشات ثنائية الثبات أظهرت أداء فائقًا في توفير الطاقة. لقد كان من المتوقع منذ فترة طويلة دخول السوق كتكنولوجيا رئيسية وتعزيز "التنمية الخضراء والمستدامة" للمجتمع العالمي. لكنهم يتنافسون حاليًا بشكل أساسي في الطرف الأدنى من السوق. والسبب هو أن أجزاء من أدائها (مثل سرعة تقليب الصفحات وجودة الألوان / السطوع) لا يمكن مقارنتها بعد بمنتجات الشاشة الباعثة للضوء. لذلك ، هناك طريقتان لتمكين شاشات العرض الإلكترونية الخضراء التي طال انتظارها من تلبية الاحتياجات البشرية لتجربة بصرية عالية الجودة واستهلاك منخفض للطاقة ، وجعلها شائعة في السوق السائدة بسرعة. يتمثل أحد الحلول في تحسين الأداء الشامل للشاشة الإلكترونية التي تمتص الضوء والثابتة بحيث يمكنها تلبية المتطلبات الفعلية للشاشات المتطورة في أسرع وقت ممكن. ومع ذلك ، كما ذكر أعلاه ، هناك العديد من العقبات التقنية الصعبة للغاية في هذا المسار. أولاً ، يجب التغلب على التحلل الضوئي وحساسية الأكسجين للمواد العضوية. نحن بحاجة إلى تجاوز التفكير التقليدي والأطر التكنولوجية لحل هذه المشكلة. فيما يتعلق بحماية جزيئات الصبغة من الضوء فوق البنفسجي ، بالإضافة إلى استخدام مواد التغليف التقليدية لامتصاص الضوء وحجبه ، يمكننا استكشاف ما إذا كان يمكن تحويل الضوء فوق البنفسجي بشكل فعال إلى ضوء مرئي باستخدام جزيئات صغيرة أو أوليغومرات في طبقة EC أو مواد التعبئة والتغليف. أي ما إذا كان تحويل الطاقة هذا يمكن أن يزيد من تحسين سطوع ألوان شاشات EC. ثانياً ، لا تزال هناك حاجة لمزيد من التطوير لاستراتيجيات ومواد لتحقيق المزيد من الانضباط الشامل لعموم الألوان. ثالثًا ، الدراسة المتعمقة للآلية الكهربية وديناميكيات الأنظمة الحالية ليست كافية. على سبيل المثال ، تتطلب عمليات التآزر في تفاعلات PCET ، والعمليات الديناميكية للإلكترونات والأيونات في تفاعلات EC غير العضوية / العضوية ، ونقل الإلكترون بين الأقطاب الكهربائية ومواد EC ، والعمليات الأخرى المتضمنة في تفاعلات EC ، مزيدًا من الفهم والتحسين الدقيق. رابعًا ، يحتاج هيكل الجهاز إلى مزيد من التحسين ، مثل بناء مادة طبقة موصلة مع نقل أيوني يمكن التحكم فيه ، ومرجع مادة نقل الإلكترون / الفتحة في أجهزة OLED ، وتحسين نقل الإلكترون بين المادة الفعالة والإلكترود عبر تحقيق قطب ثلاثي الأبعاد على نطاق نانو. يجب أن نتعلم بعمق من الطبيعة ، ونستكشف إمكانية وجود أنظمة "شبكات عصبية" من صنع الإنسان من خلال التصميم الهيكلي والتوليف والتجميع الذاتي الجزيئي ومحاولة استخدام "الشبكات العصبية" الإلكترونية لتحل محل الطريقة الحالية لنشر الإلكتروليت من أجل النقل السريع من الإلكترونات والشحنات في النظام.

حل آخر هو إحداث ثورة في شاشات العرض الباعثة للضوء من خلال استغلال خصائصها ثنائية الاستقرار. لتحقيق هذا الحلم الذي يبدو "مستحيلًا" ، من الواضح أن التقنيات الثورية ستحتاج إلى دمجها مع تصميم آلية العرض الجديدة وتحسين هيكل الجهاز. يمكننا أيضًا اعتماد استراتيجيات دمج تقنيات العرض السائدة والناشئة مع التقنيات الحالية الأخرى (مثل التألق الكهربائي والفسفور الكهربائي والتأخير القابل للتحكم (أو التألق الكهربائي طويل الأمد) والتبديل الجزيئي EC غير المباشر) لإعطاء المزيد من الأداء المثالي للعرض في المستقبل. يمكن أن يوفر دمج مجموعة متنوعة من تقنيات العرض المعروفة أو الجديدة استراتيجية واعدة أكثر وتطوير المنتجات لتلبية الاحتياجات البشرية المختلفة ، مثل أنظمة الوضع المزدوج EC-LED / OLED لتقنية العرض الموفرة للطاقة في جميع الأحوال الجوية.

يوضح تاريخ التنمية البشرية أن القوة الدافعة وراء التقدم العلمي والاجتماعي هي روح التشكيك والتحدي. يتم حل العديد من المشكلات التي تبدو "غير قابلة للحل" تدريجيًا عن طريق زيادة فهم سبب المشكلة من خلال التعاون بين العاملين في مجال العلوم والتكنولوجيا ".

"نأمل أن تسمح هذه الورقة لعدد متزايد من الباحثين بفهم التحديات العلمية والتكنولوجية المذكورة أعلاه وأهميتها ، وتحفيز التعاون العالمي لتحدي المنطقة المحظورة علميًا" المستحيلة "ونقل الابتكار في التكنولوجيا الخضراء إلى مستوى جديد." اضافوا.

# # #