光子墨水让电子书迎接“多彩”世界

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。由中科院深圳先进技术研究院与香港城市大学、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。

众所周知，变色龙在处于放松或遇到危险时，皮肤会处于放松或绷紧状态，从而改变表层细胞中纳米晶体的排列间距，从而可以反射不同波长的光线，故此显示出不同的颜色。

光子墨水即是基于上述原理，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(Cu2+或Cu)，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。