Energisparande elektrokromiska platta hybridmaterial
- Diarienummer
- EM16-0002
- Start- och slutdatum
- 180201-230630
- Beviljat belopp
- 30 446 833 kr
- Förvaltande organisation
- Chalmers University of Technology
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Projektet avser att spara energi genom nya sorters elektroniska skärmar som reflekterar ljus. Vi ska utveckla nya hybrida material med elektrisk färgkontroll baserade på nanostrukturer med plasmonresonanser och ledande polymerer. Flera olika designer kommer att undersökas i syfte att tillverka skärmar som reflekterar ljus och ger hög bildkvalitet med en strömförbrukning nära noll. Utskrifttekniker för organisk elektronik kommer att implementeras och kommersialisering kommer att ske med industriella samarbetspartner. Vi kommer att undersöka tre olika principiella designer för de elektrokromiska materialen. Det första är redan delvis utvecklat och kommer att förbättras i projektet. Det andra har fördelen att det är relativt enkelt att framställa. Det tredje är svårare att framställa men har potential att ge den ultimata bildkvaliteten i en färgskärm som reflekterar ljus. Faciliteterna hos RISE Acreo kommer att utnyttjas för billig och snabb tillverkning av de elektrokromiska materialen. Vår industriella partner rdot AB kommer att sköta kommersialisering, patentering och utveckling av prototyper. De nya materialen kommer att ge stora energibesparingar genom att ersätta vanliga skärmar som emitterar ljus samt andra sorters reflekterande skärmar. Nya tillämpningar möjliggörs när bildkvaliten blir högre i starkt ljus, såsom ute i solen. Dessutom räcker väldigt små batterier för att förse skärmarna med ström. Detta representerar ett viktigt bidrag till ett hållbart samhälle.
Populärvetenskaplig beskrivning
Vi lever i ett samhälle som blir alltmer beroende av elektronisk kommunikation via skärmar. Vanligt papper baserat på cellulosa kommer att försvinna i det långa loppet. Skärmar representerar dock ett signifikant bidrag till vår energiförbrukning, särskilt när de används i upplysta områden eller i dagsljus eftersom de små lamporna i skärmen då måste lysa ännu starkare för att man ska kunna se något på skärmen. Många upplever också att det är obekvämt att läsa på elektroniska skärmar och ljuset som skickas ut kan påverka vår sömn. I många tillämpningar där små batterier används är det dessutom nödvändigt att ha en skärm som förbrukar väldigt lite elektricitet. En lösning på ovanstående problem är att använda skärmar som inte skickar ut ljus utan istället reflekterar omgivningens ljus. Detta brukar kallas elektroniskt papper eftersom bilderna som skärmarna visar ser ut ungefär som bläck på papper. Den så kallade Kindle läsaren från Amazon är ett exempel, men den finns bara i svartvitt. Tyvärr finns det fortfarande ingen bra teknik för att tillverka elektroniskt papper i färg. Vi vill framställa nya sorters material som kan fungera som elektroniskt papper i färg. Färgerna åstadkommes genom nanostrukturer i metaller. Det är samma fenomen som ger upphov till de starka färgerna i kyrkofönster från Medeltiden, vilket bevisar att färgen är stabil under väldigt lång tid. Våra nanostrukturer kan ge alla önskvärda färger och det räcker med ett tunt lager, tunnare än en levande cell, för att färgerna ska bli tydliga. Eftersom materialet som ger upphov till färgerna är så tunt kan man dessutom böja det och skapa en flexibel skärm. För att kunna styra vilken bild skärmen ska visas produceras små pixlar av olika färger, bestående av lite olika nanostrukturer, på en yta. Sedan placeras en bit speciell plast ovanpå varje pixel. Plasten är elektriskt ledande och kan växla mellan att vara svart eller transparent. På så sätt kan pixlarna färger slås av och på och man kan få dem att visa vilken bild som helst. Bilderna ser väldigt bra ut i starkt ljus och skärmen förbrukar knappt någon ström alls. Detta ger ett starkt bidrag till ett framtida hållbart samhälle.