中科院深圳先进院在彩色光子纸研究取得新进展

近日，最新发布的2015年10月知名期刊《传感器与执行机构，B辑：化学传感器》（Sensors And Actuators B-Chemical）发表了中国科学院深圳先进技术研究院医工所微纳中心最新彩色电子纸研究成果。 

众所周知，目前市面上普遍存在的电子书（E-paper）由于技术限制只能显示出黑白色，虽有关于彩色电子显示的报道偶见报端，但由于技术难度大，设计成本高等因素，导致产品远未广泛普及。由微纳中心杜学敏博士与香港城市大学、香港中文大学合作研发的以光子墨水来显示的彩色电子纸有望解决E-paper彩色显示的技术难题。 

光子墨水的技术原理为通过调节组成光子晶体颗粒单元的间距，从而获得不同反射波长，由此肉眼可以看见不同的颜色。由于是以单个光子晶体颗粒作为像素单元，故此不仅可以控制单个光子晶体颗粒的颜色显示，而且可以显示出可见光波段的任何一种颜色，颜色丰富且鲜明。 

在光子墨水中，光子晶体颗粒是由一个个表面包裹有水凝胶层的纳米颗粒组装而成，体系中还会加入可以发生氧化还原反应的金属离子，通过静电作用吸附在水凝胶网络内。将光子墨水填充在两片ITO电极中间，只需要施加较小的电压（≤3 V），即可以控制金属离子的形态，以此改变水凝胶层内部的渗透压，从而可以调控水凝胶层的收缩与膨胀，由此改变光子晶体的间距，以实现颜色的调控。 

该项技术有望广泛应用到E-paper的彩色显示中，解决目前存在的相关技术问题。同时该项技术还可以用于水溶液中贵金属的检测，有望应用于食品安全、水质评估等方面。 

该研究得到国家自然基金委员会等项目的资助。

光子墨水的电致变色原理（上），及通过调控后显示的红、绿颜色