>
>
2023-05-31
ลองจินตนาการถึงหน้าจอแสดงผลแบบดิจิทัลที่บางจนยืดหยุ่นได้จนคุณสามารถพันรอบข้อมือและพับไปในทิศทางใดก็ได้ หรืองอเข้ากับพวงมาลัยรถของคุณนักวิจัยจาก Pritzker School of Molecular Engineering (PME) แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโกได้ออกแบบวัสดุที่สามารถงอครึ่งหรือยืดออกได้มากกว่าสองเท่าของความยาวเดิม ขณะเดียวกันก็ปล่อยลวดลายเรืองแสงออกมาด้วย
วัสดุที่อธิบายไว้ในวารสารวิทยาศาสตร์ Nature Materials มีการใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้และเซ็นเซอร์สุขภาพไปจนถึงหน้าจอคอมพิวเตอร์แบบพับได้
Sihong Wang ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโมเลกุลกล่าวว่า "หนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคเกือบทุกชนิดที่เราใช้ในปัจจุบันคือหน้าจอแสดงผล เราได้รวมความรู้จากสาขาต่างๆ มากมายเพื่อสร้างเทคโนโลยีการแสดงผลแบบใหม่"เขาและศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโมเลกุล Juan de Pablo เป็นผู้นำการวิจัย
De Pablo กล่าวเสริมว่า "นี่คือประเภทของวัสดุที่คุณต้องการเพื่อพัฒนาหน้าจอที่ยืดหยุ่นอย่างแท้จริง งานนี้เป็นพื้นฐานจริงๆ และฉันหวังว่ามันจะสามารถบรรลุเทคโนโลยีมากมายที่เราคิดไม่ถึง
สมาร์ทโฟนระดับไฮเอนด์ส่วนใหญ่และจอโทรทัศน์จำนวนมากขึ้นใช้เทคโนโลยี OLED (Organic Light Emitting Diode) ซึ่งประกบโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กระหว่างตัวนำเมื่อเปิดกระแสไฟฟ้า โมเลกุลขนาดเล็กจะเปล่งแสงจ้าเทคโนโลยีนี้ประหยัดพลังงานมากกว่าจอ LED และ LCD แบบเก่า และได้รับการยกย่องในด้านภาพที่คมชัดอย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบระดับโมเลกุลของ OLED มีพันธะเคมีที่แน่นและโครงสร้างที่แข็ง
Wang กล่าวว่า "วัสดุที่ใช้สำหรับจอแสดงผล OLED ที่ทันสมัยในปัจจุบันนี้มีความเปราะมาก และไม่มีความยืดหยุ่นใดๆ เป้าหมายของเราคือการสร้างโพลิเมอร์ที่สามารถรักษาสภาพอิเล็กโทรลูมิเนสเซนของ OLED แต่มีความยืดหยุ่นได้
ตอนนี้ Wang และ de Pablo ทราบแล้วว่าสิ่งที่จำเป็นในการเพิ่มความสามารถในการขยายเข้าไปในวัสดุ ได้แก่ พอลิเมอร์ยาวที่มีสายโซ่โมเลกุลที่ยืดหยุ่นได้ และโครงสร้างโมเลกุลใดที่จำเป็นสำหรับวัสดุอินทรีย์ในการเปล่งแสงอย่างมีประสิทธิภาพพวกเขาเริ่มสร้างโพลิเมอร์ใหม่ที่รวมคุณสมบัติทั้งสองนี้เข้าด้วยกัน
เราสามารถพัฒนาแบบจำลองอะตอมของพอลิเมอร์ใหม่ๆ ที่น่าสนใจได้ และด้วยแบบจำลองเหล่านี้ เราได้จำลองสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณดึงโมเลกุลเหล่านี้และพยายามทำให้โค้งงอตอนนี้เราเข้าใจลักษณะเฉพาะเหล่านี้ในระดับโมเลกุลแล้ว เรามีกรอบการทำงานในการออกแบบวัสดุใหม่ ซึ่งปรับความยืดหยุ่นและความสามารถในการเรืองแสงให้เหมาะสมที่สุด
หลังจากเชี่ยวชาญการคำนวณและการทำนายโพลิเมอร์อิเล็กโทรลูมิเนสเซนต์แบบยืดหยุ่นใหม่แล้ว พวกเขาจึงผลิตต้นแบบขึ้นมาหลายชิ้นวัสดุเหล่านี้มีความยืดหยุ่น ยืดได้ สว่าง ทนทาน และประหยัดพลังงาน ตามที่แบบจำลองคาดการณ์ไว้
คุณลักษณะสำคัญของการออกแบบคือการใช้ "ฟลูออเรสเซนต์แบบหน่วงเวลาเปิดใช้งานด้วยความร้อน" ซึ่งช่วยให้วัสดุสามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพกลไกของตัวปล่อยสารอินทรีย์รุ่นที่สามนี้สามารถให้วัสดุที่มีประสิทธิภาพเช่นเดียวกับเทคโนโลยี OLED เชิงพาณิชย์
ก่อนหน้านี้ นักวิจัยได้พัฒนาชิปคำนวณสัณฐานวิทยาของระบบประสาทแบบยืดได้ ซึ่งสามารถรวบรวมและวิเคราะห์สุขภาพบนผ้าพันแผลที่ยืดหยุ่นได้
ติดต่อเราได้ตลอดเวลา
