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研究背景
柔性可伸缩电致发光(EL)器件在下一代软电子系统(包括可穿戴电子设备、表皮生物电子设备和软机器人技术)的数字数据可视化方面发挥着至关重要的作用。基于弹性体的交变电流电致发光(ACEL)显示器因其稳定的亮度、高机械灵活性、低材料制造成本以及环境稳定性等理想特性，已成为发光器件领域颇具前景的竞争者。虽然基干弹性体的电致发光复合材料可以承受高应变，但传统透明电极(TE)的脆性对 ACEL器件的可拉伸性构成了挑战。例如，用于 ACEL 器件的可拉伸透明导电体采用了离子液体、复合聚合物电解质和水凝胶等离子导电材料，实现了1000%以上的可拉伸性。然而，由于离子导体的导电性较差，这些器件通常亮度较低。另一种方法是利用传统导体的结构可拉伸设计来获得高导电性和可拉伸电极。此外，银纳米线(AgNWs)或碳纳米管(CNTS)形成的可拉伸导电网络也可用于可拉伸 ACEL 器件。除了在可拉伸显示器中的应用外，ACEL器件还因 EL荧光材料的辐射响应特性而有望用于信息加密。此外，ACEL器件结构简单，便于制造图案精致的器件。
研究成果
虎符是中国古代皇权的凭证，由两部分组成，呈虎形符，只有在匹配时才有效。从虎符的概念中汲取灵感，深圳大学周学昌&张耀康教授团队设计了一种可重新配置的电致发光(EL)装置，将传统的整体装置分成两部分，分别包含电致发光层(A 部分)和透明电极(B 部分)。实现这一策略的关键是采用一种可粘合、可拉伸的聚合物凝胶复合材料作为 EL 器件的透明电极。这种聚合物凝胶复合材料有助于 EL 层和透明电极之间牢固而可逆的接触，从而实现高性能、可拉伸的EL 器件，并可随时拆卸和重新组装：EL器件在反复拆卸和重新组装 1000 次后，仍能保持其初始亮度的~81%。此外，聚合物凝胶复合材料的前体墨水与多种涂层和印刷技术兼容例如旋涂、喷墨印刷、点胶和刷涂。重要的是，该装置的可重新配置特性为加密显示系统开辟了一条新路，作为概念验证，EL加密密码和内容可变数字时钟已得到展示。相关研究以“Fully Printable and Reconfigurable Hufu-type Electroluminescent Devices for Visualized Encryption”为题发表在Advanced Materials期刊上。
图文导读
Figure 1. Concept and structure of h-ACEL devices.
Figure 2. Mechanical and electroluminescent (EL) performance of h-ACEL devices.
Figure 3. Printing technologies for patterned self-adhesive conductive polymer (SACP) electrodes.
Figure 4. Tuning colors and content of h-ACEL devices via rational design.
Figure 5. Application of h-ACEL devices for visual encryption.
总结与展望
总之，在“虎符“概念的启发下，作者首次提出了基于可拉伸和粘性 SACP 电极的可重构 h-ACEL 器件，该器件具有视觉加密功能。SACP 电极的机械坚固性和粘合性赋予了 h-ACEL器件超强的稳定性，可抵御严重变形和反复组装与拆卸操作。SACP前驱体溶液的溶液加工性使得在柔性和可拉伸基底上打印图案化 ACEL 器件成为可能。更重要的是，h-ACEL 的可重构特性通过设计和控制 ACEL器件两部分的重叠图案，促进了视觉加密。我们相信，这项工作中展示的 h-ACEL 器件概念将为未来用于时装、可拉伸显示器和信息加密的柔性发光器件开辟一条新途径。此外，将透明电极粘合剂用于可重构器件的概念也可能适用于其他光电器件，如发光二极管和光伏器件。
文献链接
Fully Printable and Reconfigurable Hufu-type Electroluminescent Devices for Visualized Encryption
https://doi.org/10.1002/adma.202313909
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