大阪大学研制出新型纸质电致变色显示装置

大阪大学的一支研究团队，刚刚结合了一种“高透明纸”（纳米纤维素材质，可见光透射率 90%）和一种由纤维素纸浆支撑的传统“白纸” —— 从而打造出了高透明度的电极和高能见度的白色电解液、并且生产出了基于纸张的电致变色（EC）显示屏。 电致变色装置的原理是，当在 EC 电极上施加电压时，离子或电子会进入电解液中的 EC 层（离子溶液），从而表现出染色或脱色的特性。

（研究配图 1：大阪大学研制出新型“纸张”电解质）

传统电池变色装置的已知问题是 ——（1）为了防止电解质的泄露，就必须做好密封，但薄膜的制作很是困难；（2）随着电解液的蒸发，EC 的性能也会有所衰减。

好消息是，由 Hirotaka Koga 带领的研究团队，已经通过氢键，成功地纸张纤维素的表面上，打造出了一种支持非易失性电解液的新型纸质电解质。

其名叫 1-丁基-3-甲基咪唑-4-氟硼酸根 离子液体化合物（BF 4 ），此外在由纳米纤维素制成的透明纸的整个表面上，均匀地涂覆了带有电致变色功能的导电聚合物（PEDOT:PSS）。

（研究配图 2：传统电致变色显示屏与新型纸质 EC 方案的对比）

通过一种类似三明治的夹层结构，研究团队 开发 出了一种 EC 纸装置。这种电致变色方案不仅解决了之前提到的那些问题，同时拥有纸张的柔韧、易弯曲特性。

此外，一种具有高光学发射系数的白色纸电解质，也提高了 EC 显示屏的可见性。研究团队称之可兼顾传统的书写介质、以及电致显示特性。

（研究配图 3：功能分子在高性能复合材料的开发中发挥了重要的作用）

结合成功开发的其它基于纸质的电子器件，比如内存、晶体管、天线、以及超级电容，我们就可以制造出新型的“纸质电子图书”。

有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的美国化学学会《应用材料与界面》（ ACS Applied Materials and Interfaces ）期刊上， 原标题为：

《 Ionic Liquid Mediated Dispersion and Support of Functional Molecules on Cellulose Fibers for Stimuli-Responsive Chromic Paper Devices 》