Tecnologia Científica

Uma tela de vidro com carga elétrica transita suavemente entre um espectro de cores
A tecnologia, de pesquisadores da Universidade Jilin em Changchun, China, supera as limitações dos dispositivos eletrocrômicos existentes, aproveitando as interações entre íons metálicos e ligantes, abrindo a porta para inúmeras aplicações
Por Cell Press - 10/03/2021


Pixabay

Os cientistas desenvolveram uma tela de vidro transparente com uma alta taxa de contraste de luz branca que transita suavemente entre um amplo espectro de cores quando carregada eletricamente. A tecnologia, de pesquisadores da Universidade Jilin em Changchun, China, supera as limitações dos dispositivos eletrocrômicos existentes, aproveitando as interações entre íons metálicos e ligantes, abrindo a porta para inúmeras aplicações futuras. A obra aparece no dia 10 de março na revista Chem .

"Acreditamos que o método por trás dessa tela transparente e não emissiva pode acelerar o desenvolvimento de telas transparentes e amigáveis ​​aos olhos com legibilidade aprimorada para condições de trabalho brilhantes", disse Yu-Mo Zhang, professor associado de química da Universidade Jilin e um autor do estudo. "Como uma tecnologia de display inevitável em um futuro próximo, os displays transparentes não emissivos serão onipresentes e insubstituíveis como parte da Internet das Coisas, na qual objetos físicos são interconectados por meio de software."

Com a aplicação de voltagem, os visores eletrocrômicos oferecem uma plataforma na qual as propriedades da luz podem ser contínua e reversivelmente manipuladas. Esses dispositivos foram propostos para uso em janelas, etiquetas de preços eletrônicos que economizam energia, outdoors chamativos, espelhos retrovisores, realidade virtual aumentada e até íris artificiais. No entanto, os modelos atuais vêm com limitações - eles tendem a ter taxas de contraste baixas, especialmente para luz branca, baixa estabilidade e variações de cor limitadas, todas as quais impediram os monitores eletrocrômicos de atingir seu potencial tecnológico.

Para superar essas deficiências, Yuyang Wang e colegas desenvolveram uma abordagem química simples em que os íons metálicos induzem uma ampla variedade de corantes comutáveis ​​para assumir estruturas particulares e, em seguida, estabilizam-nas quando atingem as configurações desejadas. Para desencadear uma mudança de cor , o campo elétrico é simplesmente aplicado para alternar as valências dos íons metálicos , formando novas ligações entre os íons metálicos e as chaves moleculares.

"Diferentemente dos materiais eletrocrômicos tradicionais, cujos motivos de mudança de cor e motivos redox estão localizados no mesmo local, este novo material é um sistema de mudança de cor redox indireto composto por corantes comutáveis ​​e íons metálicos multivalentes", diz Zhang.
 
Para testar essa abordagem, os pesquisadores fabricaram um dispositivo eletrocrômico ao injetar um material contendo sais metálicos, corantes, eletrólitos e solvente em um dispositivo imprensado com dois eletrodos e adesivo como espaçador. Em seguida, eles realizaram uma bateria de testes de espectro de luz e eletroquímicos, descobrindo que os dispositivos podiam alcançar efetivamente telas ciano, magenta, amarelo, vermelho, verde, preto, rosa, roxo e cinza-preto, mantendo uma alta taxa de contraste. O protótipo também mudou perfeitamente de uma tela transparente e incolor para o preto - a cor mais útil para aplicações comerciais - com alta eficiência de coloração, baixa voltagem de alteração de transmitância e uma taxa de contraste de luz branca que seria adequada para telas transparentes reais.

"O baixo custo e o processo de preparação simples deste dispositivo de vidro também beneficiarão sua produção escalonável e aplicações comerciais ", observa Zhang.

Em seguida, os pesquisadores planejam otimizar o desempenho do monitor para que ele possa atender rapidamente aos requisitos de monitores de última geração para aplicações do mundo real. Além disso, para evitar vazamentos de seus componentes líquidos, eles planejam desenvolver tecnologias de fabricação aprimoradas que podem produzir dispositivos eletrocrômicos sólidos ou semissólidos.

"Esperamos que mais e mais pesquisadores e engenheiros visionários cooperem uns com os outros para otimizar os visores eletrocrômicos e promover sua comercialização", disse Zhang.

 

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