在可能開創(chuàng)照明新時(shí)代的研究中，日本和德國的研究人員開發(fā)了一種環(huán)保的發(fā)光電化學(xué)電池，該電池使用稱為樹枝狀聚合物的新分子與生物質(zhì)衍生的電解質(zhì)和石墨烯基電極相結(jié)合。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》雜志上。
電致發(fā)光是材料響應(yīng)通過的電流而發(fā)光的現(xiàn)象。從您用來閱讀這句話的屏幕到用于尖端科學(xué)研究的激光，一切都是不同材料電致發(fā)光的結(jié)果。由于其在現(xiàn)代的普遍性和必要性，大量資源投入研究和開發(fā)以使這項(xiàng)技術(shù)變得更好是很自然的。
“新興技術(shù)的一個(gè)例子就是‘發(fā)光電化學(xué)電池’或LEC，”九州大學(xué)材料化學(xué)與工程研究所副教授、該研究的負(fù)責(zé)人之一肯·阿爾布雷希特(KenAlbrecht)解釋道。“由于其相對(duì)于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的成本優(yōu)勢，它們一直備受關(guān)注。LEC受歡迎的另一個(gè)原因是其簡化的結(jié)構(gòu)。”
OLED器件通常需要仔細(xì)分層多層有機(jī)薄膜，這使得制造變得棘手且成本高昂。另一方面，LEC可以由單層有機(jī)薄膜與發(fā)光材料和電解質(zhì)混合制成。將它們連接在一起的電極甚至可以由廉價(jià)材料制成，與OLED中使用的稀有金屬或重金屬不同。此外，LEC的驅(qū)動(dòng)電壓較低，這意味著它們消耗的能量較少。
“我們的研究團(tuán)隊(duì)一直在探索可用于LEC的新型有機(jī)材料。其中一種候選材料是樹枝狀聚合物，”領(lǐng)導(dǎo)德國研究團(tuán)隊(duì)的慕尼黑工業(yè)大學(xué)RubénD.Costa教授解釋道。“這些是支鏈對(duì)稱聚合物分子，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其在從醫(yī)學(xué)到傳感器以及現(xiàn)在的光學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用。”
在過去開發(fā)樹枝狀聚合物的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)開始修改他們的LEC材料。
“我們最初開發(fā)的樹枝狀聚合物具有疏水性或防水性分子基團(tuán)。通過用親水性或親水性基團(tuán)替換它，我們發(fā)現(xiàn)LEC裝置的使用壽命可以延長至1000小時(shí)以上，是傳統(tǒng)聚合物的10倍以上。原版，”阿爾布雷希特解釋道。“更棒的是，由于我們與Costa博士團(tuán)隊(duì)的合作，該設(shè)備非常環(huán)保。”
多年來，科斯塔在德國的團(tuán)隊(duì)一直致力于開發(fā)更便宜、更環(huán)保的發(fā)光設(shè)備材料。他們一直在試驗(yàn)的一種材料是醋酸纖維素，這是一種常見的有機(jī)化合物，用于從服裝纖維到眼鏡框的各種用途。
“我們?cè)谛碌腖EC裝置中使用生物質(zhì)衍生的醋酸纖維素作為電解質(zhì)，并證實(shí)它具有相同的長壽命，”Costa繼續(xù)說道。“此外，我們還發(fā)現(xiàn)石墨烯也可以用作電極。這是使用環(huán)保材料制造柔性發(fā)光器件的重要一步。”
該團(tuán)隊(duì)解釋說，雖然他們的工作很有希望，但在將設(shè)備推向市場之前還需要進(jìn)行更多的研究。
“我們?cè)谶@里制造的設(shè)備只能發(fā)出黃色光，因此我們需要開發(fā)它以三種基色光發(fā)光：藍(lán)色、綠色和紅色。發(fā)光效率，即光的亮度，也需要改進(jìn)，”阿爾布雷希特總結(jié)道。“盡管由于我們的國際合作，未來看起來還是光明的。”
標(biāo)簽：
免責(zé)聲明：本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除！