近日
在中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽(2025)全國總決賽中
華師“彩韻明眸”團隊憑借其
自主研發(fā)的“智能彩色動態(tài)電子紙技術(shù)”
斬獲華師參賽以來產(chǎn)業(yè)賽道的首個全國金獎
實現(xiàn)歷史性突破
![]()
華師“彩韻明眸”電潤濕電子紙團隊,由華師華南先進光電子研究院院長周國富教授領(lǐng)銜,由5名指導(dǎo)老師和來自華南先進光電子研究院、經(jīng)濟與管理學(xué)院共15名學(xué)生組成。團隊聚焦電潤濕反射式彩色視頻顯示技術(shù),突破傳統(tǒng)電子紙靜態(tài)顯示局限,實現(xiàn)視頻級刷新、高環(huán)境反射率、專業(yè)色準及廣色域覆蓋,達成節(jié)能低碳與視疲勞防控的健康價值。目前,團隊已構(gòu)建起自主可控的核心材料體系并實現(xiàn)放量生產(chǎn),建立了器件結(jié)構(gòu)設(shè)計仿真平臺和檢測平臺,掌握高色域電子紙器件集成與驅(qū)動技術(shù),開發(fā)了可量產(chǎn)的面板印刷制備工藝,形成覆蓋理論體系、材料工藝、設(shè)備的全鏈條知識產(chǎn)權(quán)。
更快的速度
更真的色彩
更強的光效利用率
攻克科研難題 創(chuàng)新自主研發(fā)
推動電子紙從“靜態(tài)”走向“動態(tài)”
從靜態(tài)黑白到全彩視頻,讓電子紙“活”起來
![]()
華南先進光電子研究院院長周國富教授
隨著數(shù)字化深入發(fā)展,人們對可動態(tài)刷新、色彩豐富的顯示終端需求日益增強。盡管液晶顯示和有機發(fā)光顯示技術(shù)已廣泛應(yīng)用,但其能耗高、長時間觀閱容易視疲勞等問題也日益凸顯。為此,電子紙的應(yīng)用范圍逐漸擴大。然而,以kindle電子書閱讀器為代表的第一代電子紙雖具備護眼、低功耗等類紙?zhí)匦裕瑓s受限于靜態(tài)黑白顯示,無法滿足物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字化教育時代對動態(tài)彩色內(nèi)容的需求。市場亟需一種既能保護視力,又能呈現(xiàn)鮮活動態(tài)畫面的新型顯示方案。
13年前,當 周國富意識到第一代電泳電子紙因基于顆粒系統(tǒng)原理無法播放視頻時,便開始探索并 獨辟蹊徑選擇流體體系,以電潤濕技術(shù)為主要路線,開啟了第二代電子紙的研究。 在周國富的研究基礎(chǔ)上,“彩韻明眸”電潤濕電子紙團隊 成員們展開了深入的技術(shù)攻關(guān),在原理、材料和器件結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)關(guān)鍵突破,并開始聚焦產(chǎn)業(yè)化。 在中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽(2025)全國總決賽,團隊憑借其自主研發(fā)的“智能彩色動態(tài)電子紙技術(shù)”,斬獲華師參賽以來產(chǎn)業(yè)賽道的首個全國金獎。
![]()
原理上,團隊選擇以電壓精準控制微流體快速運動,攻克了電泳技術(shù)由于懸濁液粘度大,黑白粒子移動速度慢的問題,將響應(yīng)速度提升至12ms內(nèi),以此支撐50Hz視頻流暢播放,讓電子紙播放視頻成為現(xiàn)實。
材料上,團隊自主研發(fā)青、紅、黃三基色油墨,實現(xiàn)關(guān)鍵材料的國產(chǎn)化和規(guī)模化供應(yīng)。作為電潤濕顯示中的顯色材料,油墨至關(guān)重要,在此之前通常需要進口,而團隊研究出獨有的油墨,不僅讓核心材料自主可控,也讓效果取得了突破性的進展:光穩(wěn)定強至可接受10000h強光照射且溶解度從0.1%提升到10%,打破了國外技術(shù)壟斷,該材料也獲得了華師首個廣東省專利獎金獎。
器件結(jié)構(gòu)上,團隊創(chuàng)新性地采用垂直堆疊器件與減法混色原理,相比電泳彩色電子紙的平面結(jié)構(gòu),其光效利用率增加了50%,顯著提升屏幕亮度與色彩范圍,畫面效果逼近真實紙張。
![]()
這三大核心突破,不僅為團隊贏得金獎提供強有力的技術(shù)支撐,也為電潤濕電子紙廣闊的應(yīng)用前景鋪平道路。目前,項目團隊已在電潤濕顯示領(lǐng)域積累了核心專利,成為全球最大的電潤濕顯示技術(shù)專利池的持有團體,并作為主要單位參編了國內(nèi)《電子紙顯示終端通用規(guī)范》,成為全國標準的制定者和引領(lǐng)者。
無數(shù)個深夜的討論
上萬次迭代建模的堅持
從學(xué)科壁壘到優(yōu)勢的轉(zhuǎn)化
每一個耀眼成績的背后
都凝聚著團隊的堅持與汗水
跨學(xué)科協(xié)同,點亮創(chuàng)新之路
![]()
由于創(chuàng)新性強、任務(wù)量大,這場科研探索面臨著諸多困難與挑戰(zhàn)。為了研發(fā)出既能滿足顯示要求,又具備良好穩(wěn)定性的三基色油墨。材料組試了無數(shù)個配方去調(diào)配一種色彩鮮艷的油墨,但最初的樣品通常放置幾小時就會出現(xiàn)分層或者褪色,這與10000小時的目標相差甚遠。經(jīng)過上百次試驗,團隊最終成功研制出性能優(yōu)異的三基色油墨。
作為項目負責人, 華南先進光電子研究院物理學(xué)2025級博士生 朱浩榮負責的理論建模平臺建設(shè)也極具挑戰(zhàn)。“從零開始搭建平臺時,需要涉及物理學(xué)和計算機的學(xué)科交叉知識。”這對非軟件專業(yè)的他來說,是一項艱巨挑戰(zhàn)。從最初程序頻繁崩潰,到經(jīng)過上萬次迭代, 專用的電潤濕顯示模擬軟件平臺 歷時兩年最終完成。朱浩榮感慨道:“從零開始到模型初步成型,我們花了整整三個月,但這和理想中的模擬軟件平臺還有很大距離。在唐彪老師和劉飛龍老師的指導(dǎo)下,我們不斷調(diào)試、優(yōu)化,最終做到了。”這個平臺為團隊的后續(xù)研發(fā)提供了有力的理論支撐,也大大推進了產(chǎn)業(yè)化進程。
在器件結(jié)構(gòu)上,團隊選擇了創(chuàng)新的垂直堆疊方案。但這個選擇帶來了新的挑戰(zhàn):各顏色層之間的對齊精度要求極高,誤差必須控制在微米級別。“最困難的還是工藝實現(xiàn)。”朱浩榮表示。現(xiàn)有的設(shè)備無法滿足精度要求,成員不得不自己動手改造設(shè)備。那段時間,實驗室里到處都是設(shè)計圖紙和零件。經(jīng)過數(shù)月的努力,最終開發(fā)出特殊的工藝方法,使光效利用率提升了50%。
![]()
除了技術(shù)上的難題,團隊匯聚了光學(xué)、材料、電子、計算機等不同專業(yè)背景的成員,學(xué)科壁壘也一度成為研究推進的障礙。為了解決溝通難題,在周國富的建議下,團隊定期舉辦“技術(shù)沙龍”,圍繞具體問題展開頭腦風暴,并分享各自領(lǐng)域的前沿進展。當成員們在材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面意見不一時,大家各自從專業(yè)角度闡述觀點,進行模擬驗證或小樣測試,用數(shù)據(jù)說話,選擇出最佳方案。
有效的溝通機制,讓跨學(xué)科的壁壘慢慢變成團隊的優(yōu)勢,不同專業(yè)的思維壁壘被打破,激發(fā)出驚人的創(chuàng)造力。在解決視頻播放時屏幕亮度變暗的難題時,華南先進光電子研究院物理學(xué)2025級博士生馬思敏嘗試了上百種復(fù)位脈沖參數(shù)均未奏效。一次與材料組同學(xué)的深入討論中,他們指出高壓驅(qū)動可能損傷材料,這促使她轉(zhuǎn)變思路,從“強力拉扯”變?yōu)椤扒擅钜龑?dǎo)”,創(chuàng)新性設(shè)計出“多步復(fù)位”波形序列,成功攻克難題,為電子紙從靜態(tài)走向動態(tài)奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。
![]()
高強度、高難度的科研與備賽過程,沒有讓成員們喪氣,反而成為他們難忘的“歡樂時光”。在無數(shù)個全神貫注不敢懈怠的白天,和挑燈鏖戰(zhàn)不肯松懈的夜晚,成員們經(jīng)常穿上防護服,一進入無塵實驗室就是一整天,廢寢忘食,精益求精。臨近比賽,“那天我們?yōu)榱送晟票荣怭PT,一直工作到凌晨。等想起來要離開時,發(fā)現(xiàn)院樓的大門早已鎖上。最后只好打電話請保安師傅來開門。”馬思敏回憶道,“等待的時候,我們就在月光下繼續(xù)討論著項目,那種為了共同目標奮斗的感覺特別美好。”那些奮斗到深夜的時光,洋溢著青春的樂觀與執(zhí)著,與夜里的點點星光融合,最終鋪就了屬于他們的路。
走出實驗室
走進社會,走近世界
敢做敢想,創(chuàng)新不止,奮斗不止
“將論文寫在祖國的大地上”
![]()
對于團隊成員來說,最大的成就感來自技術(shù)的實際應(yīng)用。朱浩榮表示:“我之前因過度依賴傳統(tǒng)屏幕,導(dǎo)致視力嚴重受損,經(jīng)過手術(shù)才得以矯正。我們這項研究能幫助青少年使用電子產(chǎn)品時減輕視力受損,這讓我覺得很有成就感。”當前,我國青少年近視率持續(xù)攀升,電潤濕電子紙試圖讓大家在享受動態(tài)彩色信息的同時,保留紙質(zhì)閱讀的舒適和節(jié)能,對保護青少年視力健康具有深遠意義。
盡管目前已取得階段性成果,團隊的腳步并未停歇。為推動技術(shù)真正走進課堂、融入生活,團隊已規(guī)劃清晰的產(chǎn)業(yè)化“三步走”戰(zhàn)略:建設(shè)全球首條自主生產(chǎn)線,聯(lián)合行業(yè)龍頭實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn),最終推動技術(shù)在全場景落地。
![]()
除了推動技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,他們還致力于成為全球標準的制定者。“我們正在牽頭成立‘健康顯示技術(shù)聯(lián)盟’,希望聯(lián)合國內(nèi)外高校、企業(yè)和研究機構(gòu),共同推動技術(shù)標準化。”周國富說道,“同時,我們也在積極參與IEC、ISO等國際標準化組織的相關(guān)工作,爭取在三年內(nèi)主導(dǎo)一項關(guān)于動態(tài)電子紙顯示的國際標準。”
在整個研究落地過程中,整個團隊成員深刻體會到:優(yōu)秀的科研不應(yīng)止步于論文發(fā)表,更應(yīng)秉持“把論文寫在祖國大地上”的信念,錘煉從理論構(gòu)想走向?qū)嵺`落地的系統(tǒng)能力,將成果真正轉(zhuǎn)化為服務(wù)于民的產(chǎn)品。從靜態(tài)黑白到全彩視頻,從實驗室樣品到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,華師"彩韻明眸"團隊用青春和智慧,書寫著科技報國的新篇章。在他們的身上,我們看到了中國年輕一代科研人的擔當與夢想。
這不僅是一次獲獎
更是華師人矢志創(chuàng)新
服務(wù)人民的精神寫照
它激勵著更多后來者
在科研道路上堅定前行
創(chuàng)造更多造福人類的科技成果
可選購最新華師文創(chuàng)
華南師范大學(xué)文創(chuàng)商店
文案丨梁瀟予 龍瀅 丁響 劉怡萱
圖片丨由受訪者提供
采訪丨梁瀟予
執(zhí)行編輯丨宋恒欣 陳澤鏞
責任編輯丨盧嘉裕 陳婧 吳建國
初審丨沈蔚瑜
復(fù)審丨林海岸
終審丨周憲
可以第一時間
了解華師最新資訊
![]()
我們在場 懂你悲喜 給你力量
校歷丨PPT丨招生丨水電費丨網(wǎng)費丨投稿
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.