电润湿显示（Electrowetting display, EWD）是一种非常具有吸引力的电子显示技术，能够通过控制显示单元中着色墨水的收缩和扩散实现。此外，由于EWD具备高对比度、宽视角、彩色显示和快速响应等优点，EWD已广泛应用于多种信息通信设备，如电子阅读器、智能手机、汽车显示器和医疗设备。在电场作用下，介电润湿能够通过改变液体在固体表面的润湿特性来实现EWD电子墨水屏的颜色切换。然而，EWD中用于颜色切换的一般是高电压，会带来较高的电力风险。此外，EWD设备对外部电源的依赖也限制了其实际应用。因此，开发无需外部电源的自供能驱动系统，提高该显示技术在信息通信中的通用性和实用性，具有重要的现实意义。

摩擦纳米发电机（Triboelectric nanogenerator, TENG）作为一种新兴的绿色能源技术，能够将机械能转化为电能或信号，在能量收集和自供能设备中具有广阔应用前景。值得注意的是，TENG在输出性能上表现出高电压、低电流特性，其产生的电压能够直接驱动小型电子器件和电响应设备，而低电流则为人员和设备提供安全保障。此外，TENG具有材料多样性、设计灵活性、易于制备和低成本等优势。因此，TENG非常适用于构建自供能显示系统。目前，鲜有报道关于摩擦电驱动的自供能EWD器件，并且如何实现具有可扩展颜色切换的自供能彩色动态EWD系统仍然缺乏相关研究。克服上述挑战对于实现EWD领域的创新应用至关重要。

近日，深圳大学物理与光电工程学院黄龙彪教授团队和华南师范大学孙海玲副教授、周国富教授团队合作设计制备了基于摩擦电的自供能电子墨水屏彩色显示系统，团队成员戴杏怡博士、杨景焜和舒畅做出了重要贡献。研制的面积为4 × 4 cm2的TENG可产生160 V的开路电压、32 μA的短路电流和95 nC的转移电荷，最大功率密度可达1200 mW·m‍−‍2。当TENG电输出作用于微液滴时，液滴接触角不断减小，微液滴能够在疏水表面铺展，实现摩擦电触发介电润湿效应，驱动EWD设备的颜色切换。单色EWD器件的像素开口率可达78%，且EWD器件呈现出从品红到透明的可逆颜色切换。此外，TENG已成功演示驱动彩色动态EWD。彩色EWD器件由三层单色EWD堆叠而成。基于CMY垂直混色原理，通过控制施加在不同像素层上的电输出，能够实现动态彩色显示。这项工作为自供能显示器的发展和摩擦电器件在便携式可穿戴设备、室内外运动设备以及信息通信领域的应用提供了一种有效策略。

相关结果以“Self-Powered Colorful Dynamic Electrowetting Display Systems Based on Triboelectricity”为题发表在《Small》（中科院一区TOP期刊，影响因子：13.3）。该工作得到了国家自然科学基金项目（51973119/12004119）、中国博士后科学基金（2022M712160）和深圳市低碳建筑材料与技术重点实验室（ZDSYS20220606100406016）资持。

全文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202310359

编辑 刘彦 审读 刘春生 二审 王雯  三审 甘霖