光子墨水讓電子書(shū)迎接“多彩”世界

目前，市面上普遍存在的電子書(shū)(E-paper)由于技術(shù)限制只能顯示出黑白色，雖有關(guān)于彩色電子顯示的報(bào)道偶見(jiàn)報(bào)端，但由于技術(shù)難度大，設(shè)計(jì)成本高等因素，導(dǎo)致產(chǎn)品遠(yuǎn)未廣泛普及。由中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院與香港城市大學(xué)、香港中文大學(xué)合作研發(fā)的以光子墨水來(lái)顯示的彩色電子紙有望解決E-paper彩色顯示的技術(shù)難題。

眾所周知，變色龍?jiān)谔幱诜潘苫蛴龅轿ｋU(xiǎn)時(shí)，皮膚會(huì)處于放松或繃緊狀態(tài)，從而改變表層細(xì)胞中納米晶體的排列間距，從而可以反射不同波長(zhǎng)的光線(xiàn)，故此顯示出不同的顏色。

光子墨水即是基于上述原理，通過(guò)調(diào)節(jié)組成光子晶體顆粒單元的間距，從而獲得不同反射波長(zhǎng)，由此肉眼可以看見(jiàn)不同的顏色。由于是以單個(gè)光子晶體顆粒作為像素單元，故此不僅可以控制單個(gè)光子晶體顆粒的顏色顯示，而且可以顯示出可見(jiàn)光波段的任何一種顏色，顏色豐富且鮮明。

在光子墨水中，光子晶體顆粒是由一個(gè)個(gè)表面包裹有水凝膠層的納米顆粒組裝而成，體系中還會(huì)加入可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)的金屬離子，通過(guò)靜電作用吸附在水凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。將光子墨水填充在兩片ITO電極中間，只需要施加較小的電壓(≤3 V)，即可以控制金屬離子的形態(tài)(Cu2+或Cu)，以此改變水凝膠層內(nèi)部的滲透壓，從而可以調(diào)控水凝膠層的收縮與膨脹，由此改變光子晶體的間距，以實(shí)現(xiàn)顏色的調(diào)控。

該項(xiàng)技術(shù)有望廣泛應(yīng)用到E-paper的彩色顯示中，解決目前存在的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題。同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)還可以用于水溶液中貴金屬的檢測(cè)，有望應(yīng)用于食品安全、水質(zhì)評(píng)估等方面。

該研究得到國(guó)家自然基金委員會(huì)等項(xiàng)目的資助。