在过去几十年里，显示技术经历了从黑白到彩色、从笨重到轻薄、从刚性到柔性的跨越。然而，无论分辨率多高、色彩多艳丽，传统显示器始终扮演着一个被动的角色——它只会“播放”信息，却不会“感受”环境。

  近年来，交互式显示（interactive display）概念的兴起，正在改变这一局面。科学家们尝试让屏幕不仅能发光，还能感应触摸、压力、磁场甚至温度变化，从而实现“所见即所感”的人机交互新体验。例如，已有研究实现了基于压阻效应的压力可视化显示、基于磁致发光的三维运动追踪显示等。但在微观尺度下，有两种力在微纳操作、生物传感、芯片实验室等领域至关重要——介电电泳力（Dielectrophoretic Force, DEP） 和声泳力（Acoustophoretic Force, ACP）。能否设计一种显示器件，同时感知这两种力，并实时、直观地将它们的强弱变化转化为可见的光信号？此前的研究往往只针对单一物理量进行传感显示，缺乏一个能同时响应电场和声场、且响应范围覆盖皮牛级（pN）到纳牛级（nN）的通用平台。此外，如何让这种“感知”过程具备高灵敏度、快速响应和可逆重写能力，也是尚未解决的关键难题。

  针对上述挑战，韩国延世大学（Yonsei University）的研究团队设计了一款名为 DUET 的新型显示器件。DUET 是 Dielectrophoretic and Acoustophoretic Dual-sensing Electroluminescent Display 的缩写，意为“介电泳与声泳双模式传感电致发光显示器”。相关研究以Dielectrophoretic and acoustophoretic dual-sensing electroluminescent display为题发表在Nature Communications上。

图1 介绍了DUET显示器的器件架构与双模式工作机理，呈现了发光层、电极、悬浮液腔室与SAW器件的集成结构及功能薄膜分层，并通过工作原理示意概括了其核心逻辑：介电电泳力驱动微球形成枝晶点亮显示（开态），声泳力破坏导电通路使发光熄灭（关态），实现电场与声场双重感知的可视化。

图2 介绍了开态下DEP感知模式的工作机制与性能，展示了碳微球自组装形成枝晶并搭接导电桥的演化过程，理论计算验证了其始终受正DEP力作用。显微图像与发光照片呈现了枝晶覆盖率及发光面积、亮度随DEP力的提升，定量曲线表明发光信号的响应灵敏度优于阻抗响应。电致发光光谱稳定在蓝色波段，亮度和发光面积随频率呈现不同趋势，响应时间测试验证了器件在不同频率下的开关速度差异。

图3 介绍了关态下ACP感知模式的工作机制与性能，明确了DEP驱动开态与ACP驱动关态的对应关系。仅施加声场时碳微球在声压节点处聚集形成规律条纹，验证了驻波声场存在；逐步增加ACP力时枝晶崩塌、网络密度下降，发光照片呈现由亮转暗的渐变过程。定量曲线表明阻抗回升而发光强度下降，光谱显示关态仅削弱强度而不改变颜色，响应时间验证了亚秒级开关能力，多次循环测试证明了器件优异的可重复性和可靠性。

图4 介绍了DUET的温度传感与可视化功能。SAW器件谐振频率随温度漂移，改变声泳力强度进而调制发光强度；通过追踪反谐振频率fa的偏移或直接观察不同温度下的发光照片，即可实现非接触式的“用光测温”可视化方案。

图5 展示了DUET在微流控气泡监测与声源动态追踪两方面的应用。气泡监测中，将微流控通道置于DUET与SAW器件之间，气泡经过时因声阻抗差异导致声波被反射，显示器瞬间点亮，光强-时间曲线清晰区分三个状态，且在生理缓冲液中同样有效。动态追踪方面，3×3阵列中SAW器件逐点移动时对应像素被关闭，熄灭的像素勾勒出字母“L”路径，实现了声源定位与轨迹可视化，且像素间无串扰。

图6 展示了DUET阵列用于微流控通道中固定气泡的定位检测。实验将两个气泡预先固定在3×3阵列的特定像素下方，当SAW器件扫描时，无气泡像素被声场关闭而变暗，有气泡像素因声波被阻挡而保持点亮，通过“正常像素变暗、缺陷像素变亮”的反直觉显示逻辑使气泡位置一目了然，为微流控芯片的在线质量检测提供了一种简单直观的可视化方案。

  这项研究成功将介电电泳和声泳两种微尺度操控机制集成到同一个电致发光显示器中，构建了一个既能“感知”电场、又能“聆听”声波的智能显示平台。它不依赖于昂贵的半导体工艺或复杂的读出电路，仅通过导电微球的可逆自组装，就实现了从皮牛到纳牛级力的直接光学可视化。这种“显示即传感器”的设计理念，为下一代智能交互界面提供了新的思路——未来的显示器，或许不仅是信息的终点，更是感知世界的起点。

  原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-74745-y

作者介绍：

  Cheolmin Park教授，韩国科学院院士、韩国工程院院士，延世大学（Yonsei University）Underwood讲席教授。现任BK21未来人本材料教育与研究部门主任（BK21 Education and Research Division for Futuristic Human-centric Materials）、人工联觉材料发现中心（Center for Artificial Synesthesia Materials Discovery）主任，并担任Materials Research Society（MRS）理事会成员。Park教授分别于1992年和1995年在首尔国立大学获得学士和硕士学位，2001年于麻省理工学院获得博士学位，随后于2001至2002年在哈佛大学从事博士后研究。自2002年起任职于延世大学，并创建Nanopolymers研究团队。其研究主要聚焦于光电材料与器件、钙钛矿及低维纳米材料，以及能量收集与转换，并拓展至柔性传感、发电和交互显示等前沿应用领域。迄今已在Nature、Nature Materials、Chemical Reviews等国际顶级学术期刊发表SCI论文近300篇。