Forskare har utvecklat en färgad e-pappersteknik som visar högupplösta bilder och video medan den använder mycket låg energi. Denna innovation kan bana väg för mer effektiva skärmar i framtida smartphones och enheter. Tekniken bygger på volframoxidnanodiskar för att uppnå livfulla färger utan konstant ström.
Ett team ledd av Kunli Xiong vid Uppsala universitet i Sverige har skapat en ny typ av färgad e-papper som övervinner långvariga begränsningar i uppdateringshastigheter och energieffektivitet. Traditionella e-pappersskärmar, som använder små molekyler för att bilda bilder istället för att avge ljus som LED-skärmar, var tidigare begränsade till svartvitt eller kämpade med färgvideor på grund av långsamma uppdateringstider.
Genombrottet involverar pixlar byggda av volframoxidnanodiskar, var och en cirka 560 nanometer i storlek. Denna design ger en upplösning på 25 000 pixlar per tum (PPI), långt över de hundratals PPI som är typiska för smartphones. Genom att variera storlekar och avstånd hos nanodiskarna reflekterar skärmen specifika ljusband för att producera ett fullt spektrum av färger. En kort elektrisk puls introducerar en jon i varje disk för att justera ljusstyrkan, och när den är inställd kvarstår färgen utan pågående ström, vilket minimerar energiförbrukningen.
Prototypen mäter bara 1,9 millimeter gånger 1,4 millimeter—cirka 1/4000 av arean på en standard smartphone-skärm—och renderade framgångsrikt en 4300 gånger 700 pixlars beskärning av Gustav Klimts målning The Kiss. Den uppdateras ungefär var 40:e millisekund, vilket möjliggör smidig videouppspelning. Energianvändningen ligger på cirka 1,7 milliwatt per kvadratcentimeter för video och 0,5 milliwatt per kvadratcentimeter för statiska bilder.
"Det jag gillar med detta arbete är att det är tillräckligt snabbt för att stödja video, samtidigt som energianvändningen hålls till ett minimum. Det beror på att när elementen är omkopplade stannar de omkopplade utan att behöva uppdateras", säger Jeremy Baumberg vid University of Cambridge.
Forskningen publiceras i Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09642-3) och belyser potentiella tillämpningar i energieffektiva enheter.