Por lo general, cuando hablamos de color pensamos en los colores creados por pigmentos, que absorben la luz en ciertas longitudes de onda de tal manera que percibimos el color de otras longitudes de onda que están dispersas y llegan a nuestros ojos. Es por eso que las hojas, por ejemplo, son verdes y los tomates rojos. Pero los colores se pueden crear de otras maneras, y algunos materiales aparecen coloreados debido a su estructura.
Los colores estructurales pueden surgir cuando la luz se refleja internamente dentro del material en una escala de nanómetros. Esto generalmente se conoce como efectos de interferencia. Un ejemplo que se encuentra en la naturaleza son las plumas de pavo real, que son fundamentalmente marrones pero adquieren su característico brillo azul-verde a partir de pequeñas características estructurales.
Investigadores de la Universidad de Linköping han desarrollado un método nuevo y sencillo para crear colores estructurales para su uso con pantallas de color reflectantes. El nuevo método puede permitir la fabricación de pantallas delgadas y ligeras con alta eficiencia energética para una amplia gama de aplicaciones.
Las pantallas de color reflectantes difieren de las pantallas a color que vemos en la vida cotidiana en dispositivos como teléfonos móviles y computadoras. Estos últimos consisten en pequeños diodos emisores de luz de rojo, verde y azul colocados cerca uno del otro de tal manera que juntos crean luz blanca. El color de cada diodo emisor de luz depende de las moléculas a partir de las cuales está construido, o en otras palabras, de su pigmento. Sin embargo, es relativamente caro fabricar diodos emisores de luz, y el uso global de pantallas emisivas consume mucha energía. Por lo tanto, se está explorando otro tipo de pantalla, las pantallas reflectantes, para fines tales como tabletas utilizadas como lectores electrónicos y etiquetas electrónicas.
Las pantallas reflectantes forman imágenes controlando cómo se refleja la luz incidente del entorno, lo que significa que no necesitan su propia fuente de iluminación. Sin embargo, la mayoría de las pantallas reflectantes son intrínsecamente monocromáticas, y los intentos de crear versiones en color han sido bastante complicados y a veces han dado malos resultados.
“Hemos desarrollado un método simple para producir imágenes estructurales en color con polímeros conductores. El polímero se aplica a espesores a nanoescala sobre un espejo mediante una técnica conocida como polimerización en fase de vapor, después de que el sustrato se haya iluminado con luz UV. Cuanto más fuerte es la iluminación UV, más gruesa es la película de polímero, y esto nos permite controlar los colores estructurales que aparecen en diferentes lugares del sustrato”, explica Shangzhi Chen, autor principal del paper e investigador en el Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping.
El método, publicado recientemente en la revista científica “Advanced Materials”, puede producir todos los colores en el espectro visible. Además, los colores se pueden ajustar posteriormente utilizando la variación electroquímica del estado redox del polímero. Esta función ha sido popular para pantallas reflectantes monocromáticas, y el nuevo estudio muestra que los mismos materiales pueden proporcionar imágenes dinámicas en color utilizando efectos de interferencia óptica combinados con control espacial de espesores a nanoescala.
«Recibimos cada vez más información a través de pantallas digitales, y si podemos contribuir a que más personas obtengan acceso a la información a través de pantallas baratas y energéticamente eficientes, eso sería un gran beneficio. Este método tiene un gran potencial, por ejemplo, para aplicaciones como etiquetas electrónicas en color, y ya están en marcha nuevos proyectos para permitir la fabricación de pantallas más avanzadas”, concluye Magnus Jonsson Magnus Jonsson, profesor asociado en el Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping.
En definitiva, el concepto presentado puede ayudar al desarrollo de etiquetas electrónicas a color de próxima generación y pantallas de bajo consumo sin retroiluminación. La investigación futura puede optimizar los parámetros de modelado UV y explorar los muchos otros polímeros que también pueden ser preparados por VPP, así como diferentes espejos y estructuras de nanocavidad, para mejorar aún más la pureza del color y las propiedades de conmutación electroquímica.
Puede consultar el PAPER en el siguiente enlace:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202102451
Créditos de imágenes: Thor Balkhed
