Hybrid Electrochromic Materials for Sustainable and High-Performance IoT-Displays

In der Ära der globalen Digitalisierung hat das Internet der Dinge, ein vernetztes Netzwerk von Geräten, welche Daten teilen, Branchen und das tägliche Leben revolutioniert.Im Kern der transformierenden Kraft des IoT liegt die entscheidende Rolle der Mensch-Maschine-Schnittstellen, HMIs, die es Menschen ermöglichen, mit IoT-gesammelten Daten zu interagieren und daraus einen Mehrwert zu ziehen (visuelle Darstellungen von Daten, Überwachung von Prozessen, Steuerung von Geräten).Dadurch sind Displays allgegenwärtig geworden und prägen unsere digitalen Erfahrungen und Interaktionen mit dem IoT. Die Verbreitung von HMIs jedoch mit sorgfältigen Nachhaltigkeitsüberlegungen einhergehen, insbesondere in Bezug auf den Energieverbrauch. ECDs bieten eine nachhaltige, ultra-niedrige Stromverbrauchslösung für IoT-HMI mit außergewöhnlicher Energieeffizienz (0,002 mW/cm2),ohne Hintergrundbeleuchtung, Kompatibilität mit flexiblen Substraten (f-ECDs) und dem AM, was eine nahtlose Integration und kostengünstige skalierbare Produktion ermöglicht. Es bestehen jedoch noch wesentliche Herausforderungen, die einer groß angelegten Produktion im Wege stehen, darunter:der Mangel an mehrfarbigen Hochleistungs-ECMs; die Notwendigkeit von industriegeeigneten Formulierungen, die für Tests in industriellen Prozessen und kommerziellen Geräten geeignet sind; das Fehlen optimierter und nachhaltiger f-ECD-Architekturen zur Verbesserung der Materialleistung; und unvollständige Überlegungen zu Nachhaltigkeit und gesellschaftlichen Auswirkungen. Die Bewältigung dieser Herausforderungen ist von größter Bedeutung, um die erfolgreiche Entwicklung und weitreichende Verbreitung von f-ECDs IoT-HMI zu ermöglichen. HybrIoT verfolgt einen umfassenden Ansatz, um diese Herausforderungen durch die Nutzung des gemeinsamen Fachwissens der Projektpartner anzugehen. Dieser Ansatz integriert mehrere Disziplinen, darunter Chemie, Materialwissenschaft, Geräteentwicklung, Produktion und Technologietransfer, um eine multidisziplinäre und intersektorale Zusammenarbeit bei der Entwicklung der nächsten Generation f-ECDs zu fördern. Konkret wird HybrIoT innovative hybride ECMs entwickeln, indem mehrfarbige organische PT-Polymere mit WO3 QDs kombiniert werden. Diese Hybridisierung wird die Stabilitäts- und Umschaltzeitprobleme jedes einzelnen Materials angehen und zu einer synergistischen Kombination führen, die Leistungen von Interesse für kommerzielle Anwendungen liefern kann (ΔT>30%;gt;5K Zyklen;Umschaltgeschwindig.lt;5s). Durch die Integration supramolekularer Wechselwirkungen (Pyridin Koordination) kann die Struktur des Hybrids an das Herstellungsverfahren angepasst werden, ohne dieses zu beeinträchtigen.Es wird ein asymmetrisches Fabry-Perot f-ECD hergestellt, das durch optische Interferenzeffekte eine weitere Bereicherung der Farbzustände des Hybrids ermöglicht und den Bedarf an zusätzlichen synthetischen Bemühungen beseitigt. Die Verwendung von QDs, quasi 0D Partikel mit molekülähnlichen Eigenschaften, ermöglicht die Tintenformulierung des Hybrids für AM-Plattformen, um in industriellen Prozesslinien die groß angelegte Produktion von Vorführ-Matrixsystem f-ECDs zu testen. Die Integration mit anderen elektronischen Komponenten eines IoT Geräts wird schließlich deren Leistung als HMIs bewerten. Im Rahmen des gesamten Projektverlaufs wird das Konsortium bestrebt sein, Beurteilungen der Nachhaltigkeit und soziale Auswirkungen durchzuführen,um verantwortungsbewusste Innovation zu gewährleisten.