文/王琳琳

我國科學(xué)家發(fā)明纖維狀聚合物發(fā)光電化學(xué)池

文/王琳琳

可穿戴電子設(shè)備不僅能發(fā)光，而且還能改變顏色？這種更酷的時尚發(fā)光可穿戴電子設(shè)備有望在不久的將來成為現(xiàn)實。

據(jù)了解，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系、聚合物分子工程國家重點實驗室彭慧勝課題組現(xiàn)已研制出一種新型纖維狀聚合物發(fā)光電化學(xué)池，該項突破性研究為可穿戴纖維狀發(fā)光器件的發(fā)展帶來“曙光”。相關(guān)研究成果已于23日發(fā)表在國際頂級期刊《自然—光子學(xué)》。

近年來，可穿戴電子設(shè)備被廣泛應(yīng)用于微電子、生物醫(yī)藥、運輸和航空航天等多個領(lǐng)域。隨著可穿戴纖維狀能源器件的不斷發(fā)展，柔性、輕質(zhì)、便捷已不能滿足人們對可穿戴電子設(shè)備的所有想象。如何讓可穿戴電子設(shè)備不僅“用起來很美”，而且“看起來更美”，科研工作者對可穿戴纖維狀發(fā)光器件的研發(fā)進行了持續(xù)攻堅。

彭慧勝課題組經(jīng)過三年多潛心研究，通過低成本的溶液法在國際上首次研制了纖維狀聚合物發(fā)光電化學(xué)池。課題組首先在鋼絲上均勻吸附氧化鋅納米粒子和聚合物發(fā)光層，然后在聚合物發(fā)光層外表面均勻纏繞上一層高導(dǎo)電性的取向碳納米管薄膜，作為透明電極，最終得到了纖維狀聚合物發(fā)光電化學(xué)池。

傳統(tǒng)發(fā)光器件主要包括有機小分子發(fā)光二極管和聚合物發(fā)光二極管。與傳統(tǒng)發(fā)光二極管相比，該論文第一作者、復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系轉(zhuǎn)博生張智濤表示，纖維狀聚合物發(fā)光電化學(xué)池具有獨特的優(yōu)點，如較低的操作電壓、較高的電子/光子轉(zhuǎn)換效率和較高的功率效率等。“更加重要的是，相比有機發(fā)光二極管，聚合物發(fā)光電化學(xué)池對電極材料表面的粗糙度要求較低，這將有利于大規(guī)模生產(chǎn)。”

據(jù)了解，目前纖維狀聚合物發(fā)光電化學(xué)池可實現(xiàn)360度發(fā)光。如果將不同顏色的發(fā)光聚合物集成到一根纖維上，還可實現(xiàn)一根纖維上同時發(fā)出不同顏色的光。彭慧勝告訴筆者，該研究同時發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)光纖維還具有良好的柔性，可編成柔性的織物和各種圖案，將不同顏色的纖維組合在一起，通過控制發(fā)光纖維的亮度比，還可以實現(xiàn)復(fù)合光顏色的有效調(diào)控。

《自然—光子學(xué)》審稿人表示，多年來，人們一直渴望研制出可穿戴的發(fā)光纖維，但沒有實現(xiàn)，這項研究實現(xiàn)了突破。據(jù)悉，課題組將進一步提高器件性能，為發(fā)光可穿戴電子設(shè)備的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。