Иновация: Камуфлажът на калмарите вдъхновява свръхярки дисплеи
Биолози и изследователи на нанотехнологиите от Университета Райс работят неуморно по финансиран от американския флот проект за разработване на материал, който може да се адаптира визуално към околната среда в реално време, подобно на някои видове калмари и други главоноги. Целта им е да създадат кораби, превозни средства и в крайна сметка войници, които са почти невидими.
Имитиране на кожата на калмарите за висока разделителна способност на дисплеите
Вдъхновени от забележителните камуфлажни способности на кожата на калмарите, учените са разработили гъвкав, свръхвисокорезолюционен и нискоенергиен дисплей, който може реалистично да имитира своята среда. Тази иновативна технология включва създаване на отделни пиксели (малки цветни точки, които съставят изображения на телевизори и смартфони), които са невидими за човешкото око. Използвайки прецизно проектирани алуминиеви нанопръти, изследователите постигнаха ярко възпроизвеждане на цветовете в пиксели, които са 40 пъти по-малки от тези в днешните дисплеи.
Как работи
Изследователите използват техника, наречена електронно-лъчево отлагане, за да създадат масиви от нанопръти и пиксели с размери в микрони. Тези малки пиксели произвеждат ярки цветове без използването на багрила, които могат да избледнеят с времето. Цветът на всеки пиксел се настройва фино чрез регулиране на разстоянията между прътите или техните дължини.
Когато светлината удари нанопрътите, тя се разсейва на специфични дължини на вълната, създавайки желания цвят. Чрез прецизен контрол върху разположението и дължината на околните нанопръти, екипът може да манипулира как светлината се отразява наоколо, стеснявайки спектъра на видимата светлина, излъчвана от всеки пиксел. Освен това тези плазмонни пиксели стават по-ярки или по-тъмни в зависимост от околната светлина, подобно на цветовете в витражите. Тази функция обещава създаването на дисплеи с по-ниска консумация на енергия, които са по-щадящи за очите.
Предимства и предизвикателства
Предимства:
- По-малки пиксели за дисплеи с по-висока разделителна способност
- Ярко възпроизвеждане на цветовете без багрила
- Енергийно ефективни и щадящи очите плазмонни пиксели
- Евтини и лесни за работа алуминиеви наноматериали
Предизвикателства:
- Увеличаване на производството за масово производство
- Възпроизвеждане на широката гама от цветове в днешните дисплеи от висок клас
- Интегриране със съществуващи компоненти на дисплея, като течни кристали
Потенциални приложения в потребителската технология
Възможността за прецизно манипулиране на наномащабни пръти е от решаващо значение за този пробив. Малките вариации в дължината или разстоянието между тези пръти могат значително да повлияят на изхода на цвета на дисплея. Увеличаването на мащаба на производството за масово производство на такива видове дисплеи представлява предизвикателство, но изследователите са оптимисти. Те посочват съществуващи технологии като UV литография и наноимпринтна литография, които могат да бъдат адаптирани за тази цел.
След като производствените предизвикателства бъдат преодолени, дисплеите с наномащабни пиксели имат потенциала да революционизират потребителските устройства. Те обещават свръхярки, енергийно ефективни и щадящи очите дисплеи в телевизори, смартфони и други електронни устройства.
Сътрудничество и бъдещи насоки
Екипът на Университета Райс проучва сътрудничество с производители на търговски дисплеи, за да доближи тази технология до практически приложения. Такива сътрудничества могат да доведат до нови видове дисплеи за потребителски устройства и да насърчат развитието на камуфлаж, подобен на този на калмарите, за военни приложения.
Изследователи от MIT също работят върху възпроизвеждането не само на цвета, но и на текстурата на кожата на главоногите. Тази характеристика ще бъде от решаващо значение за военните приложения, тъй като гъвкавият дисплей, който може да имитира текстурата на скали или руини, може да направи превозните средства практически невидими отблизо.
Бъдещето на технологиите за дисплеи е светло, като вдъхновението идва от майсторите на камуфлажа в природата. Наномащабните пиксели и адаптивните дисплеи обещават да трансформират нашите визуални преживявания и да отворят нови възможности както за потребителската електроника, така и за военните приложения.
