de.wedoany.com-Bericht: Ein Forschungsteam der Pritzker School of Molecular Engineering der University of Chicago (UChicago PME) hat herausgefunden, dass ein weit verbreiteter Weichmacher, der in Alltagsprodukten wie Frischhaltefolie und Vinylböden verwendet wird, die Helligkeit und Flexibilität von dehnbaren OLED-Leuchtmaterialien (organische Leuchtdioden) erheblich verbessern kann. Sihong Wang, außerordentlicher Professor für Molekulartechnik an der UChicago PME und leitender Autor der Studie, erklärte, dass dies einen überraschend einfachen technologischen Weg für die Entwicklung der nächsten Generation tragbarer Displays biete.
Die Aufrechterhaltung einer hohen Effizienz von Leuchtmaterialien bei hoher Dehnbarkeit war lange Zeit eine zentrale Herausforderung im Bereich dehnbarer OLEDs. Herkömmliche Methoden erfordern oft die Entwicklung komplexer neuer chemischer Strukturen. Die Forscher des Teams fanden heraus, dass die Mischung des in der Industrie üblichen Weichmachers Dioctylphthalat (DOP) mit leuchtenden Polymerfolien dieses Problem effektiv lösen kann. Die Studie zeigt, dass die Effizienz der Leuchtfolie nach Zugabe von DOP von 60 % im unbehandelten Zustand auf nahezu 100 % des theoretischen Maximums ansteigt, während ihre Dehnbarkeit von einer anfänglichen Bruchdehnung von nur 5 % auf über 110 % deutlich verbessert wird.
Die Studie wurde von Glingna Wang, einem Bachelorstudenten des Jahrgangs 2025 an der UChicago PME, geleitet. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Das Forschungsteam hatte zuvor an der Entwicklung dehnbarer thermisch aktivierter Verzögerungsfluoreszenz-Polymere (TADF) gearbeitet, stellte jedoch fest, dass benachbarte Einheiten bei dicht gepackten Polymeren in der Folie gegenseitig stören, was dazu führt, dass sich die Energie vor der Freisetzung gegenseitig aufhebt – ein Phänomen, das als Konzentrationslöschung bekannt ist. Die Teammitglieder vermuteten, dass das Einfügen winziger physikalischer Abstände zwischen den Polymerketten sowohl diese Löschung unterdrücken als auch das Gleiten der Polymerketten beim Dehnen erleichtern könnte – ein Prinzip, das dem der Weichmacher beim Erweichen handelsüblicher Polymere entspricht.
Um diese Hypothese zu testen, wählte Glingna Wang DOP aus. Andere Forschungsgruppen hatten zuvor gezeigt, dass Weichmacher Materialien eine gewisse Dehnbarkeit verleihen können, aber dies ist die erste Anwendung auf leuchtende Polymere. Die experimentellen Ergebnisse belegen eine breite Anwendbarkeit der Methode. Als das Team DOP auf vier weitere chemisch unterschiedliche TADF-Polymere anwendete, zeigten diese Materialien deutliche Verbesserungen sowohl in der Effizienz als auch in der Dehnbarkeit. In funktionierenden OLED-Bauteilen wiesen die mit Weichmacher versetzten Folien eine um 35 % höhere Effizienz auf als Bauteile ohne DOP.
Sihong Wang erklärte, dass die Methode einen potenziell breit anwendbaren physikalischen Ansatz biete, der für verschiedene Arten von Polymer-basierten Emittern geeignet sein könnte. An der UChicago PME arbeitet das Team weiterhin daran, die neuen Emitter in Display-Arrays zu integrieren und deren Anwendung in der optischen Therapie sowie in lichtbasierten biomedizinischen Geräten zu erforschen.
