Una búsqueda perpetua de fabricantes y espectadores es lograr colores cada vez más brillantes y mejores imágenes para pantallas planas construidas con materiales menos costosos que también consuman menos electricidad.

Un método intrigante descubierto por el investigador de Sandia National Laboratories, Alec Talin, y sus colaboradores en el Centro de Ciencia y Tecnología a Nanoescala del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología puede ser el siguiente paso. Utiliza capas superfinas de polímeros electrocrómicos económicos para generar colores brillantes que, por primera vez, puede modificarse rápidamente. El trabajo se informó en el 27 de enero. Comunicaciones de la naturaleza .

Los polímeros electrocrómicos por sí mismos no son una nueva invención. Cambian de color en respuesta a un voltaje aplicado y solo requieren energía cuando se cambian entre estados coloreados y transparentes. Pero hasta Talin y sus colaboradores, nadie había descubierto cómo activar y desactivar la electrocromía en los milisegundos necesarios para crear imágenes en movimiento.

El problema radica en el espesor del polímero. Las pantallas electrocrómicas convencionales requieren capas de polímero gruesas para obtener un buen contraste entre píxeles brillantes y oscuros. Pero las capas gruesas también requieren largos tiempos de difusión para que los iones y electrones cambien el estado de carga del polímero. haciéndolos solo útiles para pantallas de información estática o para oscurecer las ventanas de un Boeing Dreamliner, no en los milisegundos necesarios para una película de acción o incluso una mesa redonda. Además de eso, una pantalla a todo color requiere tres polímeros diferentes.

Los investigadores solucionaron el problema de la rapidez con una pequeña pero espectacular innovación:crearon matrices de rendijas verticales a nanoescala perpendiculares a la dirección de la luz entrante. Las hendiduras se cortaron en una pista de aluminio muy fina revestida con un polímero electrocrómico. Cuando la luz golpea las nanopartículas de aluminio, se convirtió en polaritones de plasmón de superficie (SPP), que son ondas electromagnéticas que contienen frecuencias del espectro visible que viajan a lo largo de las interfaces dieléctricas; aquí, de aluminio y polímero electrocrómico.

La distancia entre las ranuras en cada matriz (tono) correspondía exactamente a las longitudes de onda del rojo, luz verde y azul. El tono determinaba qué longitud de onda:rojo, azul o verde:se transmitió a través de la matriz, viajando a lo largo de la interfaz entre la capa delgada de polímero y el sustrato de aluminio.

Debido a que el polímero tenía solo nanómetros de espesor, requirió muy poco tiempo para cambiar su estado de carga y por lo tanto su absorción óptica de luz coloreada.

Sin embargo, debido a que la luz viajó una distancia relativamente larga a lo largo de la superficie de las ranuras de aluminio recubiertas con el polímero delgado, vio una capa de polímero mucho más gruesa. El material se volvió de un negro profundo deseable cuando una pequeña corriente eléctrica enviada a través de la parte superior de la rendija cortó la entrada de luz. y lo hizo en milisegundos. Cuando la corriente se apagó, Las frecuencias de luz pasaron a través de las rendijas e instantáneamente activaron el píxel. Como bono adicional, porque las rendijas cuidadosamente espaciadas dejan entrar luz solo a una frecuencia particular, un solo tipo de recubrimiento de polímero sirvió como una parte neutral para entregar los tres colores emanados.

"Estos muy económicos, brillante, los micropíxeles de baja energía se pueden activar y desactivar en milisegundos, haciéndolos candidatos aptos para proporcionar una visualización mejorada en las generaciones futuras de pantallas y visualizaciones, ", dijo Talin." Las nano rendijas mejoran el contraste óptico en una fina capa electrocrómica de aproximadamente un 10 por ciento a más del 80 por ciento ".