Ученые Чикагского университета обнаружили, что пластификатор повышает эффективность светоизлучающих пленок почти до 100%

Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа из Инженерной школы молекулярной инженерии им. Прицкера Чикагского университета (UChicago PME) обнаружила, что пластификатор, широко используемый в повседневных пластиковых изделиях, таких как пищевая пленка и виниловые полы, может значительно повысить яркость и гибкость растяжимых светоизлучающих материалов для органических светодиодов (OLED). Соавтор исследования, доцент кафедры молекулярной инженерии UChicago PME Сихун Ван, отметил, что это открывает неожиданно простой технологический путь для разработки носимых дисплеев следующего поколения.

Долгое время достижение высокой эффективности светоизлучающих материалов при высокой растяжимости оставалось ключевой проблемой в области растяжимых OLED. Традиционные методы часто требуют разработки сложных новых химических структур. Исследователи группы обнаружили, что смешивание распространенного в промышленности пластификатора диоктилфталата (DOP) с полимерной светоизлучающей пленкой позволяет эффективно решить эту проблему. Исследование показало, что после добавления DOP эффективность светоизлучающей пленки повысилась с 60% в необработанном состоянии до почти 100% — теоретического максимума, а ее растяжимость значительно увеличилась с всего 5% (удлинение при разрыве) до более чем 110%.

Исследование возглавила студентка бакалавриата UChicago PME 2025 года выпуска Глинна Ван, а результаты были опубликованы в журнале Nature Communications. Ранее исследовательская группа занималась разработкой растяжимых полимеров с термически активированной замедленной флуоресценцией (TADF), но обнаружила, что при плотной упаковке полимеров в пленке соседние единицы мешают друг другу, что приводит к взаимному гашению энергии до ее высвобождения — явлению, известному как концентрационное тушение. Члены группы предположили, что введение крошечных физических промежутков между полимерными цепями может как подавить это тушение, так и облегчить скольжение цепей при растяжении, что аналогично принципу действия пластификаторов, размягчающих коммерческие полимеры.

Для проверки этой гипотезы Глинна Ван выбрала DOP. Другие исследовательские группы ранее доказали, что пластификаторы могут придавать материалам определенную растяжимость, но это первый случай их применения к светоизлучающим полимерам. Экспериментальные результаты показали широкую применимость метода. Когда группа применила DOP к четырем другим TADF-полимерам с различной химической структурой, эффективность и растяжимость этих материалов значительно улучшились. В реально работающих OLED-устройствах пленки с добавлением пластификатора показали повышение эффективности на 35% по сравнению с устройствами без DOP.

Сихун Ван отметил, что этот метод предлагает потенциально широко применимый физический подход, который может подойти для различных типов полимерных эмиттеров. В UChicago PME группа продолжает работу по интеграции новых эмиттеров в дисплейные матрицы, а также изучает их применение в оптической терапии и биомедицинских устройствах на основе света.