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La nueva tecnología de papel electrónico se acelera
Investigadores de la Universidad de Toronto, en Ontario, han multiplicado por diez la velocidad de su nuevo material que cambia de color. El material, que utiliza cristales fotónicos, refleja la luz intensa y brillante de cualquier color de rojo a azul, cambiando de color según el voltaje que se le aplica. La tecnología podría permitir pantallas en color más brillantes y flexibles para lectores electrónicos y vallas publicitarias.
Elige un color: Un nuevo material hecho de cristales fotónicos cambia de color cuando se le aplican diferentes voltajes.
Para obtener cambios de color que van desde los rayos ultravioleta hasta el infrarrojo cercano, es el único material en el planeta que puede hacerlo, dice el profesor de química. Geoffrey Ozin , quien dirigió el nuevo trabajo. Todo lo que hago aquí es ajustar el voltaje con un material.
Los dispositivos de lectura como el Kindle de Amazon, el Sony Reader y el nuevo lector de Plastic Logic utilizan un papel electrónico en blanco y negro de Boston. Tinta E . El papel electrónico refleja la luz en lugar de emitirla, lo que hace que tenga menos consumo de energía y sea más fácil de leer a la luz del sol. Se espera que las pantallas que utilizan una versión en color de la tecnología E Ink lleguen al mercado en los próximos años, pero sus píxeles se dividirán en tres subpíxeles, con filtros rojo, verde y azul. La luz de los subpíxeles se mezcla en diferentes intensidades para producir diferentes colores. Eso significa que solo tiene un tercio del área de [píxeles] que se muestra en rojo, dice Jacques Angele, cofundador de la empresa francesa de papel electrónico Nemóptico . De modo que reduce el brillo en un factor no muy lejos de tres.
La ventaja clave de la nueva tecnología es que el cristal fotónico que forma cada píxel se puede ajustar para emitir diferentes colores. En principio, deberían poder obtener un buen brillo más similar al papel impreso, en comparación con la tecnología actual de papel electrónico, dice Angele. Aumentar la velocidad con la que el material cambia de color lo acerca un paso más a las aplicaciones prácticas.
Los investigadores de Toronto informaron sobre la nueva versión del material en un quimica APLICADA papel. Además de cambiar los colores más rápidamente, el material también cubre un espectro de colores mucho más amplio.
Opalux , la startup con sede en Toronto que comercializa la tecnología, ya está utilizando el nuevo material para fabricar pantallas que cambian de color. Actualmente, la pantalla está hecha sobre vidrio, pero podría hacerse fácilmente en sustratos flexibles, dice Andre Arsenault, coautor del papel y cofundador de Opalux.
Un cristal fotónico es cualquier nanoestructura con un patrón regular que influye en el movimiento de los fotones. Al cambiar ligeramente la estructura, puede cambiar el color de la luz que refleja el cristal. Anteriormente, los investigadores canadienses fabricaron cristales fotónicos utilizando pilas de cientos de nanoesferas de sílice incrustadas en un polímero. Emparejaron estas pilas junto con un electrolito, un material que conduce iones, entre dos electrodos transparentes recubiertos de vidrio. Cuando se aplican diferentes voltajes, el electrolito entra y sale del polímero, que se hincha y contrae, alterando la distancia entre las nanoesferas. Esto cambia la longitud de onda de la luz reflejada.
El cambio crucial en el nuevo material es que no contiene sílice. Los investigadores disuelven las nanoesferas de sílice utilizando una solución ácida. Esto deja una estructura polimérica porosa, similar a una red, que ahora actúa como cristal fotónico. Los investigadores llenan los poros con electrolito y colocan el material entre electrodos.
El electrolito ahora está en contacto directo con una porción mucho mayor del área de la superficie del polímero, por lo que entra y sale del polímero de manera más rápida y uniforme, acelerando el cambio de color y aumentando la gama de colores posibles. Cuando el polímero activo está lleno de esferas de sílice, no hay espacio vacío disponible para que [electrolito] entre y salga, dice Arsenault. Entonces, para llegar al fondo de la estructura, [tiene] que difundirse desde la parte superior hasta el final, lo que puede ser un largo camino por recorrer.
El nuevo material ha alcanzado la velocidad de la pantalla de E Ink. Los píxeles de cristal fotónico pueden cambiar de color en aproximadamente una décima de segundo, según Arsenault. Por el contrario, dice Angele, los píxeles de E Ink tardan aproximadamente una quinta parte de un segundo. (Pero Angele agrega que las pantallas de Nemoptic, que utilizan un material llamado cristales líquidos nemáticos, cambian de color en una centésima de segundo).
Angele dice que un inconveniente del enfoque del cristal fotónico podría ser que depende del flujo de electrolito en respuesta a la electricidad. Este ciclo electroquímico es similar al que se usa en las baterías recargables. Por lo tanto, podría enfrentar los mismos problemas de las baterías recargables, donde la eficiencia disminuye después de suficientes ciclos, dice Angele. Para crear una pantalla práctica, los investigadores de Toronto deberán asegurarse de que el dispositivo pueda soportar miles de ciclos. Controlar con precisión la cantidad de electrolito que infunde el polímero para obtener un color específico también podría ser un desafío, agrega Angele.
Hay otros obstáculos que superar. Los píxeles cambian fácilmente de colores de longitud de onda más corta a colores más largos, de azul a verde a rojo, pero el cambio de color en la dirección inversa es más lento. Los píxeles también deben tener más contraste de color. Los investigadores esperan mejorar el material agregando nanopartículas al polímero.