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(tuán)隊(duì)?wèi){借其

自主研發(fā)的“智能彩色動(dòng)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(gè)全國金獎(jiǎng)

實(shí)現(xiàn)歷史性突破

華師“彩韻明眸”電潤濕電子紙團(tuán)隊(duì)，由華師華南先進(jìn)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(jìn)光電子研究院、經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院共15名學(xué)生組成。團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)視頻級(jí)刷新、高環(huán)境反射率、專業(yè)色準(zhǔn)及廣色域覆蓋，達(dá)成節(jié)能低碳與視疲勞防控的健康價(jià)值。目前，團(tuán)隊(duì)已構(gòu)建起自主可控的核心材料體系并實(shí)現(xiàn)放量生產(chǎn)，建立了器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)和檢測(cè)平臺(tái)，掌握高色域電子紙器件集成與驅(qū)動(dòng)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(shí)產(chǎn)權(quán)。

更快的速度

更真的色彩

更強(qiáng)的光效利用率

攻克科研難題 創(chuàng)新自主研發(fā)

推動(dòng)電子紙從“靜態(tài)”走向“動(dòng)態(tài)”

從靜態(tài)黑白到全彩視頻，讓電子紙“活”起來

華南先進(jìn)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(duì)可動(dòng)態(tài)刷新、色彩豐富的顯示終端需求日益增強(qiáng)。盡管液晶顯示和有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)已廣泛應(yīng)用，但其能耗高、長時(shí)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(kuò)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(hù)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(shí)代對(duì)動(dòng)態(tài)彩色內(nèi)容的需求。市場亟需一種既能保護(hù)視力，又能呈現(xiàn)鮮活動(dòng)態(tài)畫面的新型顯示方案。

13年前，當(dāng) 周國富意識(shí)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(shí)，便開始探索并 獨(dú)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(tuán)隊(duì) 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(shí)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(tuán)隊(duì)?wèi){借其自主研發(fā)的“智能彩色動(dòng)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(gè)全國金獎(jiǎng)。

原理上，團(tuán)隊(duì)選擇以電壓精準(zhǔn)控制微流體快速運(yùn)動(dòng)，攻克了電泳技術(shù)由于懸濁液粘度大，黑白粒子移動(dòng)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(shí)。

材料上，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)青、紅、黃三基色油墨，實(shí)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(jìn)口，而團(tuán)隊(duì)研究出獨(dú)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(jìn)展：光穩(wěn)定強(qiáng)至可接受10000h強(qiáng)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(gè)廣東省專利獎(jiǎng)金獎(jiǎng)。

器件結(jié)構(gòu)上，團(tuán)隊(duì)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(shí)紙張。

這三大核心突破，不僅為團(tuán)隊(duì)贏得金獎(jiǎng)提供強(qiáng)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(xiàng)目團(tuán)隊(duì)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(tuán)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(biāo)準(zhǔn)的制定者和引領(lǐng)者。

無數(shù)個(gè)深夜的討論

上萬次迭代建模的堅(jiān)持

從學(xué)科壁壘到優(yōu)勢(shì)的轉(zhuǎn)化

每一個(gè)耀眼成績的背后

都凝聚著團(tuán)隊(duì)的堅(jiān)持與汗水

跨學(xué)科協(xié)同，點(diǎn)亮創(chuàng)新之路

由于創(chuàng)新性強(qiáng)、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(gè)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(shí)就會(huì)出現(xiàn)分層或者褪色，這與10000小時(shí)的目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。經(jīng)過上百次試驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)最終成功研制出性能優(yōu)異的三基色油墨。

作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人， 華南先進(jìn)光電子研究院物理學(xué)2025級(jí)博士生 朱浩榮負(fù)責(zé)的理論建模平臺(tái)建設(shè)也極具挑戰(zhàn)。“從零開始搭建平臺(tái)時(shí)，需要涉及物理學(xué)和計(jì)算機(jī)的學(xué)科交叉知識(shí)。”這對(duì)非軟件專業(yè)的他來說，是一項(xiàng)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(tái) 歷時(shí)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(gè)月，但這和理想中的模擬軟件平臺(tái)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(gè)平臺(tái)為團(tuán)隊(duì)的后續(xù)研發(fā)提供了有力的理論支撐，也大大推進(jìn)了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

在器件結(jié)構(gòu)上，團(tuán)隊(duì)選擇了創(chuàng)新的垂直堆疊方案。但這個(gè)選擇帶來了新的挑戰(zhàn)：各顏色層之間的對(duì)齊精度要求極高，誤差必須控制在微米級(jí)別。“最困難的還是工藝實(shí)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(dòng)手改造設(shè)備。那段時(shí)間，實(shí)驗(yàn)室里到處都是設(shè)計(jì)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(tuán)隊(duì)匯聚了光學(xué)、材料、電子、計(jì)算機(jī)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(jìn)的障礙。為了解決溝通難題，在周國富的建議下，團(tuán)隊(duì)定期舉辦“技術(shù)沙龍”，圍繞具體問題展開頭腦風(fēng)暴，并分享各自領(lǐng)域的前沿進(jìn)展。當(dāng)成員們?cè)诓牧线x擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面意見不一時(shí)，大家各自從專業(yè)角度闡述觀點(diǎn)，進(jìn)行模擬驗(yàn)證或小樣測(cè)試，用數(shù)據(jù)說話，選擇出最佳方案。

有效的溝通機(jī)制，讓跨學(xué)科的壁壘慢慢變成團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢(shì)，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(shí)屏幕亮度變暗的難題時(shí)，華南先進(jìn)光電子研究院物理學(xué)2025級(jí)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(dòng)可能損傷材料，這促使她轉(zhuǎn)變思路，從“強(qiáng)力拉扯”變?yōu)椤扒擅钜龑?dǎo)”，創(chuàng)新性設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。

高強(qiáng)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(shí)光”。在無數(shù)個(gè)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(hù)服，一進(jìn)入無塵實(shí)驗(yàn)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(shí)，發(fā)現(xiàn)院樓的大門早已鎖上。最后只好打電話請(qǐng)保安師傅來開門。”馬思敏回憶道，“等待的時(shí)候，我們就在月光下繼續(xù)討論著項(xiàng)目，那種為了共同目標(biāo)奮斗的感覺特別美好。”那些奮斗到深夜的時(shí)光，洋溢著青春的樂觀與執(zhí)著，與夜里的點(diǎn)點(diǎn)星光融合，最終鋪就了屬于他們的路。

走出實(shí)驗(yàn)室

走進(jìn)社會(huì)，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(duì)于團(tuán)隊(duì)成員來說，最大的成就感來自技術(shù)的實(shí)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(yán)重受損，經(jīng)過手術(shù)才得以矯正。我們這項(xiàng)研究能幫助青少年使用電子產(chǎn)品時(shí)減輕視力受損，這讓我覺得很有成就感。”當(dāng)前，我國青少年近視率持續(xù)攀升，電潤濕電子紙?jiān)噲D讓大家在享受動(dòng)態(tài)彩色信息的同時(shí)，保留紙質(zhì)閱讀的舒適和節(jié)能，對(duì)保護(hù)青少年視力健康具有深遠(yuǎn)意義。

盡管目前已取得階段性成果，團(tuán)隊(duì)的腳步并未停歇。為推動(dòng)技術(shù)真正走進(jìn)課堂、融入生活，團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，最終推動(dòng)技術(shù)在全場景落地。

除了推動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，他們還致力于成為全球標(biāo)準(zhǔn)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(jī)構(gòu)，共同推動(dòng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。”周國富說道，“同時(shí)，我們也在積極參與IEC、ISO等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的相關(guān)工作，爭取在三年內(nèi)主導(dǎo)一項(xiàng)關(guān)于動(dòng)態(tài)電子紙顯示的國際標(biāo)準(zhǔn)。”

在整個(gè)研究落地過程中，整個(gè)團(tuán)隊(duì)成員深刻體會(huì)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(shí)驗(yàn)室樣品到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，華師"彩韻明眸"團(tuán)隊(duì)用青春和智慧，書寫著科技報(bào)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(dān)當(dāng)與夢(mèng)想。

這不僅是一次獲獎(jiǎng)

更是華師人矢志創(chuàng)新

服務(wù)人民的精神寫照

它激勵(lì)著更多后來者

在科研道路上堅(jiān)定前行

創(chuàng)造更多造福人類的科技成果

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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(zé)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

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