Los científicos han desarrollado una pantalla de vidrio transparente con una alta relación de contraste de luz blanca que cambia suavemente entre un amplio espectro de colores cuando se carga eléctricamente. La tecnología, de investigadores de la Universidad de Jilin en Changchun, China, supera las limitaciones de los dispositivos electrocrómicos existentes.aprovechando las interacciones entre los iones metálicos y los ligandos, abriendo la puerta a numerosas aplicaciones futuras. El trabajo aparece el 10 de marzo en la revista Química .
"Creemos que el método detrás de esta pantalla transparente y no emisiva puede acelerar el desarrollo de pantallas transparentes y amigables con la vista con una legibilidad mejorada para condiciones de trabajo brillantes", dice Yu-Mo Zhang, profesor asociado de química enUniversidad de Jilin y autor del estudio. "Como tecnología de visualización inevitable en el futuro cercano, las pantallas transparentes no emisivas serán omnipresentes e insustituibles como parte del Internet de las cosas, en el que los objetos físicos están interconectados a través del software."
Con la aplicación de voltaje, las pantallas electrocrómicas ofrecen una plataforma en la que las propiedades de la luz se pueden manipular de manera continua y reversible. Estos dispositivos se han propuesto para su uso en ventanas, etiquetas de precio electrónicas de ahorro de energía, vallas publicitarias llamativas, espejos retrovisores, realidad virtual aumentada, e incluso iris artificiales. Sin embargo, los modelos actuales tienen limitaciones: tienden a tener relaciones de contraste bajas, especialmente para la luz blanca, poca estabilidad y variaciones de color limitadas, todo lo cual ha impedido que las pantallas electrocrómicas alcancen su potencial tecnológico.
Para superar estas deficiencias, Yuyang Wang y sus colegas desarrollaron un enfoque químico simple en el que los iones metálicos inducen una amplia variedad de tintes intercambiables para que adopten estructuras particulares y luego las estabilicen una vez que hayan alcanzado las configuraciones deseadas. Para desencadenar un cambio de color,el campo eléctrico simplemente se aplica para cambiar las valencias de los iones metálicos, formando nuevos enlaces entre los iones metálicos y los interruptores moleculares.
"A diferencia de los materiales electrocrómicos tradicionales, cuyos motivos que cambian de color y motivos redox se encuentran en el mismo sitio, este nuevo material es un sistema de cambio de color redox indirecto compuesto por tintes intercambiables e iones metálicos multivalentes", dice Zhang.
Para probar este enfoque, los investigadores fabricaron un dispositivo electrocrómico inyectando un material que contenía sales metálicas, tintes, electrolitos y disolvente en un dispositivo intercalado con dos electrodos y adhesivo como espaciador. A continuación, realizaron una batería de espectro de luz ypruebas electroquímicas, encontrando que los dispositivos podían lograr efectivamente pantallas cian, magenta, amarillo, rojo, verde, negro, rosa, violeta y gris-negro, mientras se mantenía una alta relación de contraste. El prototipo también cambió sin problemas desde una pantalla transparente e incoloraal negro, el color más útil para aplicaciones comerciales, con alta eficiencia de coloración, voltaje de cambio de transmitancia bajo y una relación de contraste de luz blanca que sería adecuada para pantallas transparentes reales.
"El bajo costo y el proceso de preparación simple de este dispositivo de vidrio también beneficiarán su producción escalable y aplicaciones comerciales", señala Zhang.
A continuación, los investigadores planean optimizar el rendimiento de la pantalla para que pueda cumplir rápidamente con los requisitos de las pantallas de alta gama para aplicaciones del mundo real. Además, para evitar fugas de sus componentes líquidos, planean desarrollar tecnologías de fabricación mejoradas que puedanproducir dispositivos electrocrómicos sólidos o semisólidos.
"Esperamos que cada vez más investigadores e ingenieros visionarios cooperen entre sí para optimizar las pantallas electrocrómicas y promover su comercialización", dice Zhang.
Los autores recibieron apoyo financiero de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.
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