目前,中国科学技术大学团队展示一种新型光子涂料,这种涂料能够印在织物和其他纺织基材上,从而实现3D立体成像。这种可打印材料是专门为发射圆极化发光(以下简称CPL)而设计的,CPL被认为特别有利于成像和显示应用,而可伸缩的制作方法可以帮助推动可穿戴和智能电子技术的创新。
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图1 该团队使用可以发射圆偏振发光的可打印涂料,制造一种可以提供立体3D 成像的显示器。[1]
手性液晶微球
该团队生产的光子涂料利用了手性液晶不同寻常的光学特性,这种光学特性已经用于刚性显示面板,以提供宽视角的高对比度图像。然而,这些材料的可移动性要求它们被限制在一个单元结构内,这就阻止了它们在柔性显示器中的使用。
在这项新的工作中,中国科技大学的科学家们设计了一种新的化学方法,将手性液晶封装在一个聚合物外壳中。液晶首先与荧光染料混合,然后与两种天然聚合物乳化,这两种聚合物冷却后交联成网状结构,形成坚固的外层。由此产生的核壳微球在紫外光照射下产生强烈的 CPL 发射,并且它们可以配制成红色、绿色和蓝色的光子涂料,从而产生左旋或右旋 CPL。
纺织品与CPL
该团队用这些颜料在一系列纺织基材上绘制定制的图形,包括聚丙烯、棉和涤纶织物。他们还通过在弹性聚酯材料上喷涂颜料,创造出米级发光纺织品,从而实现具有强烈圆极化特性的均匀发光。
此外,该团队通过在聚酯织物上打印两组全彩色像素阵列制作了柔性显示面板。这两个不同的像素阵列提供正交的 CPL 发射——一个是左手发射,另一个是右手发射ーー通过向眼睛呈现两个具有相反偏振状态的相邻图像来创造沉浸式的3D 感觉。
为了展示这项技术在可穿戴电子产品方面的潜力,研究小组创造了一种软的、类似手表的腕带,可以通过编程来显示诸如时间和任意文本之类的信息。他们还介绍了一种可穿戴纺织设备的楚格设计,这种设备可以动态显示立体信息,并能够应用于诸如3 d 寻址和导航等智能应用。
原标题:3D成像的光子涂料