Ces dernières années, les dispositifs électrochromes (EC) auto-alimentés ont montré un potentiel important dans divers domaines tels que l'optoélectronique, les capteurs et les systèmes de sécurité. Ces systèmes EC auto-alimentés, capables de changer de couleur de manière réversible sans sources d'alimentation externes, ont suscité un intérêt considérable pour les appareils électroniques de nouvelle génération.
Cependant, ce domaine en est encore à ses balbutiements, avec plusieurs défis non résolus, notamment les affichages monochromatiques, la durabilité limitée des cycles et l’utilisation d’électrolytes aqueux. Toutes ces limitations sont devenues un goulot d’étranglement majeur pour d’autres applications intelligentes des systèmes EC auto-alimentés. Le principal défi consiste à développer des matériaux cathodiques EC appropriés, capables de présenter un comportement de changement de couleur indépendant et auto-alimenté sous les mêmes paramètres de fonctionnement.
Étant donné que le bleu de Prusse (PB) possède d'excellentes propriétés EC et présente un grand potentiel dans le système EC auto-alimenté, nous envisageons que les analogues du bleu de Prusse (PBA), tels que l'hexacyanoferrate de nickel (KNi 2+ [Fe 3+ (CN)6 ], NiHCF), sont des matériaux cathodiques EC auto-alimentés prometteurs, car les PBA ont une structure cristalline cubique à faces centrées et une réaction redox similaires avec le PB.
De plus, une étude précédente montre que des PBA de différentes couleurs sont facilement réalisables en modifiant les métaux de transition pour les coordonner avec les ligands cyanure, fournissant ainsi une bibliothèque potentielle pour la conception d'un système de commutation multicolore auto-alimenté. De plus, les applications d'affichage couleur des systèmes EC auto-alimentés nécessitent généralement la création de motifs spécifiques dans les films EC pour transmettre des informations.
Les plates-formes de lithographie sont réalisables pour créer des dispositifs EC à motifs complexes. Cependant, cette approche nécessite des photomasques prédéfinis et des étapes de fabrication complexes. Nous abordons ce problème en introduisant une méthode de revêtement par pulvérisation rapide et simple pour la fabrication uniforme de films de nanoparticules NiHCF et PB. Cette approche permet la création d'écrans EC multicolores auto-alimentés avec des motifs, améliorant ainsi leur capacité à transmettre des informations spécifiques.
L'équipe de recherche de l'Université de Jinan, dirigée par Wenshou Wang, présente un principe de conception pour un écran EC multicolore flexible et auto-alimenté basé sur une structure de film tricouche. Cette structure comprend un film de gel ionique PAM/LiCl pris en sandwich entre des films de nanoparticules NiHCF et PB agissant comme deux cathodes EC. Les nanoparticules de NiHCF et de PB sont pulvérisées sur du verre/ITO nettoyé pour créer des films cathodiques indépendants et auto-alimentés à changement de couleur.
Plus précisément, le système EC initial présente une couleur verte en raison de la superposition de couleurs du film EC jaune supérieur (NiHCF) et du film EC bleu inférieur (PB). En connectant/déconnectant un fil d'Al entre le film de nanoparticules NiHCF ou le film de nanoparticules PB et le film de gel, le système EC présente un changement de couleur entre le vert, le bleu, le jaune et l'incolore.
De plus, un écran EC multicolore flexible et auto-alimenté est développé en utilisant ITO/PET comme substrats, offrant un processus de fabrication simple pour les écrans multicolores à motifs, ce qui est prometteur pour les applications dans les écrans et les mesures anti-contrefaçon. De plus, un tableau d'écriture ionique auto-alimenté est créé, permettant d'écrire à main levée sans alimentation externe en utilisant une solution aqueuse LiCl/PAM comme encre.
En résumé, la capacité d'auto-charge des écrans EC garantit leur utilisation continue pour une commutation de couleur auto-alimentée sans sources d'alimentation externes. Le système actuel offre des avancées significatives en matière de commutation multicolore, avec des options d'affichage vert, bleu, jaune et incolore, ainsi que des temps de réponse rapides, une réversibilité élevée, un fonctionnement simple, des processus de fabrication simples et une grande flexibilité.
Ces résultats présentent une nouvelle approche pour concevoir des systèmes EC multicolores flexibles et auto-alimentés, élargissant considérablement leurs applications potentielles.
La recherche est publiée dans la revue Research .
Plus d'informations : Wenzhao Xue et al, Dispositifs électrochromiques multicolores flexibles auto-alimentés pour affichages d'informations, Recherche (2023). DOI :10.34133/research.0227
Informations sur le journal : Recherche
Fourni par Recherche
