你可以把手机屏幕卷起来放在钱包里吗？或者将它绕在手腕上作为手表佩戴？圣路易斯华盛顿大学 McKelvey 工程学院正在开发的数字显示器的下一步可能使这成为现实。

首先，有发光二极管或 LED。然后，有机 LED 或 OLED。现在，Preston M. Green 电气与系统工程系助理教授 Chuan Wang 实验室的研究人员开发出一种新材料，该材料兼具两种技术和制造方法的最佳优势——使用喷墨打印机。

这项研究发表在本月的《先进材料》杂志上。

由有机小分子或聚合物材料制成的有机 LED 既便宜又灵活。“你可以弯曲或拉伸它们——但它们的性能相对较低，使用寿命较短，”王说。“microLED 等无机 LED 具有高性能、超高亮度且非常可靠，但不灵活且非常昂贵。”

“我们制造的是一种有机无机化合物，”他说。“它拥有两全其美的优势。”

他们使用了一种特殊类型的晶体材料，称为有机金属卤化物钙钛矿——尽管有一种新颖的扭曲。制造液态钙钛矿薄层的传统方法是将其滴在平坦的旋转基材上，就像旋转艺术玩具一样，采用旋涂工艺。当基板旋转时，液体会扩散开来，最终将其覆盖成薄层。

从那里，它可以被回收并制成钙钛矿 LED 或 PeLED。

然而，就像旋转艺术一样，在这个过程中浪费了大量材料——当基板以数千 RPM 旋转时，一些滴落的钙钛矿会飞溅并飞走，而不是粘在基板上。

“因为它是液体形式，”王说，“我们想象我们可以使用喷墨打印机”代替旋涂。

喷墨制造节省了材料，因为钙钛矿可以仅在需要的地方沉积，其方式类似于在一张纸上打印字母和数字的精度；无飞溅，减少浪费。该过程也快得多，将制造时间从五个多小时缩短到不到 25 分钟。

使用喷墨打印方法的另一个好处有可能重塑电子产品的未来：钙钛矿可以打印到各种非常规基材上，包括那些在旋转时不会保持稳定性的材料，例如橡胶。

想象一下，有一个设备开始时只有手机那么大，但可以拉伸到平板电脑那么大，”王说。

然而，要使显示器具有柔性，在橡胶上印刷坚硬的 LED 是行不通的。LED 本身需要灵活。

第一作者赵俊义，博士。Wang 实验室的候选人能够通过将无机钙钛矿晶体嵌入由聚合物粘合剂制成的有机聚合物基质中来解决这个问题。这使得钙钛矿以及相关的 PeLED 本身具有弹性和可拉伸性。

这个过程并不完全简单。在实验室里花了很长时间——甚至几个晚上——才把它做好。王和赵一致认为最大的障碍是确保不同层的材料不会混合。

因为 PeLED 的所有部分都是由液体制成的——钙钛矿层以及两个电极和一个缓冲层——一个主要的问题是防止所有层混合。

LED 以类似三明治的结构构造，至少有一个发射层、一个阳极层和一个阴极层。有时也可以使用附加层，例如电子和空穴传输层。赵必须确保钙钛矿层不会与任何其他层混合，就像在刚写好的墨水上涂上荧光笔一样可能会弄脏它。

他需要找到一种合适的聚合物，一种可以插入钙钛矿和其他层之间的聚合物，保护它不受它们的影响，同时又不会过多地干扰 PeLED 的性能。

“我们找到了最好的材料和最好的厚度来平衡设备的性能和保护，”赵说。之后，他继续打印第一个弹性 PeLED。

这些 PeLED 可能只是电子革命的第一步：墙壁可以提供照明，甚至可以显示当天的报纸。它们可用于制造可穿戴设备，甚至是智能可穿戴设备，例如测量血氧的脉搏血氧仪。

最令人兴奋的是，能够廉价且快速地打印有弹性的柔性 PeLED 可能会催生出尚待梦想的新技术。