Elektrik Yüklü Cam Ekran, Bir Renk Spektrumu Arasında Sorunsuz Geçiş Sağlıyor

Bilim insanları, elektrikle yüklendiğinde geniş bir renk spektrumu arasında sorunsuz geçiş sağlayan, yüksek beyaz ışık kontrast oranına sahip şeffaf bir cam ekran geliştirdiler. Çin’in Changchun kentindeki Jilin Üniversitesi’ndeki araştırmacıların ortaya koyduğu teknoloji, metal iyonları ve ligandlar arasındaki etkileşimlerden yararlanarak mevcut elektrokromik cihazların sınırlamalarının üstesinden gelerek, gelecekteki sayısız uygulama için kapı açıyor. Çalışma 10 Mart’ta Chem dergisinde yayınlandı.

Jilin Üniversitesi’ nde kimya doçenti ve çalışmanın yazarı olan Yu-Mo Zhang “Bu şeffaf, yayıcı olmayan ekranın arkasındaki yöntem, parlak çalışma koşulları için geliştirilmiş okunabilirliğe sahip şeffaf, göz dostu ekranların gelişimini hızlandırabilir.” diyor. “Yakın gelecekte kaçınılmaz bir görüntüleme teknolojisi olarak yayıcı olmayan şeffaf ekranlar, fiziksel nesnelerin yazılım aracılığıyla birbirine bağlandığı Nesnelerin İnternetinin (Internet of Things) bir parçası olarak her yerde bulunabilecek ve yeri doldurulamaz olacak.”

Voltaj uygulamasıyla, elektrokromik ekranlar ışığın özelliklerinin sürekli ve tersine çevrilebildiği bir platform sunar. Bu cihazlar pencerelerde, enerji tasarruflu elektronik fiyat etiketlerinde, gösterişli reklam panolarında, dikiz aynalarında, artırılmış sanal gerçeklikte ve hatta yapay irislerde kullanılmak üzere önerilmiştir. Ancak, mevcut modellerin sınırlamaları vardır – özellikle beyaz ışık için düşük kontrast oranları, zayıf kararlılık ve sınırlı renk varyasyonlarına sahip olma eğilimindedirler- bunların tümü elektrokromik ekranların teknolojik potansiyellerine ulaşmasını engellemiştir.

Bu eksikliklerin üstesinden gelmek için Yuyang Wang ve arkadaşları, metal iyonlarının çok çeşitli değiştirilebilir boyaları belirli yapıları almak için indüklediği (uyardığı) ve ardından istenen konfigürasyonlara ulaştıklarında onları stabilize ettikleri basit bir kimyasal yaklaşım geliştirdiler. Bir renk değişimini tetiklemek için, metal iyonları ve moleküler anahtarlar arasında yeni bir bağ oluşturmak ve metal iyonlarının değerliklerini değiştirmek için elektriksel alan basitçe uygulanır.

Zhang, “Aynı yerde bulunan renk değiştiren motifler ve redoks motifleri olan geleneksel elektrokromik malzemelerden farklı olarak, bu yeni malzeme çok değerlikli metal iyonları ve değiştirilebilir boyalarda meydana gelen bir dolaylı-redoks-renk-değiştirme sistemidir (indirect-redox-color-changing system).” diyor

Bu yaklaşımı test etmek için araştırmacılar metal tuzları, boyaları, elektrolitleri ve çözücüyü içeren bir malzemeyi, iki elektrot ve ayırıcı olarak yapıştırıcı içeren sıkıştırılmış bir cihaza enjekte ederek bir elektrokromik cihaz üretti. Daha sonra, yüksek kontrast oranı korunurken cihazların etkili bir şekilde camgöbeği, eflatun, sarı, kırmızı, yeşil, siyah, pembe, mor ve gri-siyah ekranlar elde edebileceği bulunarak elektrokimyasal testler ve bir ışık spektrum pili oluşturdular. Prototip ayrıca renksiz, şeffaf bir ekrandan siyaha –ticari uygulamalar için en kullanışlı renk- yüksek renklendirme verimliliği, düşük geçirgenlik değişim voltajı ve gerçek şeffaf ekranlar için uygun olabilecek bir beyaz ışık kontrast oranıyla sorunsuz bir şekilde değişti.

Zhang, “Bu cam cihazın düşük maliyetli ve basit hazırlık süreci, onun ölçeklenebilir üretimi ve ticari uygulamalarına da ayrıca fayda sağlayacaktır.” diye belirtiyor.

Daha sonra araştırmacılar, gerçek-dünya uygulamaları için yüksek kaliteli ekranların gereksinimlerini hızlı bir şekilde karşılayabilmesi için ekranın performansını en uygun hale getirmeyi planlıyorlar. Buna ek olarak, sıvı bileşenlerinden sızıntıyı önlemek için katı ya da yarı katı elektrokromik cihazlar üretebilen gelişmiş üretim teknolojileri geliştirmeyi planlıyorlar.

Zhang, “Elektrokromik ekranları en uygun hale getirmek ve ticarileştirmek için gittikçe daha fazla ileri görüşlü araştırmacı ve mühendisin birbirleriyle işbirliği yapmasını umuyoruz” diyor.

Kaynak: phys.org

Yazar

Betül Demir

1989 yılında İstanbul’da doğdum. Lisans eğitimimi Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Kimya Bölümü’nde tamamladıktan sonra İstanbul Üniversitesi Fiziksel Kimya Bölümü’nde yüksek lisans eğitimime başladım. İlaç taşıyıcı sistemler olarak nanopartiküllerin hazırlanması üzerine araştırmalar yaparak tez projeme devam ederken aynı zamanda uçucu yağlar üzerine araştırmalar yaptım. Meslek hayatıma laboratuvar sektöründe uzman olarak devam etmekteyim. Severek eğitimini aldığım ve heyecanla çalışmaya devam ettiğim Kimya alanında hem bilgilerimi güncel tutmak, hem de insanlarla paylaşabilmek adına İnovatif Kimya Dergisi’nin bir parçası oldum.