Innovation: Blækspruttens camouflage inspirerer til knivskarpe skærme
Biologer og nanoteknologiforskere ved Rice University har arbejdet utrætteligt på et projekt finansieret af den amerikanske flåde for at udvikle et materiale, der visuelt kan tilpasse sig sine omgivelser i realtid, ligesom nogle arter af blæksprutter og andre blækdyr. Deres mål er at skabe skibe, køretøjer og i sidste ende soldater, der er næsten usynlige.
Efterligning af blækspruttehud til højopløsningsskærme
Inspireret af blækspruttehudens bemærkelsesværdige kamuflageevne har forskerne udviklet en fleksibel, højopløselig og strømbesparende skærm, der realistisk kan efterligne sine omgivelser. Denne banebrydende teknologi indebærer at skabe individuelle pixels (de små farvede prikker, der udgør billeder på tv og smartphones), som er usynlige for det menneskelige øje. Ved hjælp af præcist fremstillede aluminium-nanostænger har forskerne opnået en levende farveproduktion i pixels, der er 40 gange mindre end dem, der findes i nutidens skærme.
Sådan fungerer det
Forskerne anvendte en teknik kaldet elektronstråle-deponering for at skabe arrays af nanostænger og mikrometerstore pixels. Disse små pixels producerer klare farver uden brug af farvestoffer, som kan falme over tid. Farven på hver pixel justeres fint ved at justere afstanden mellem stængerne eller deres længder.
Når lyset rammer nanostængerne, spredes det ved specifikke bølgelængder, hvilket producerer den ønskede farve. Ved præcist at kontrollere arrangementet og længden af de omgivende nanostænger kan teamet manipulere, hvordan lyset hopper rundt, hvilket indsnævrer spektret af synligt lys, der udsendes af hver pixel. Derudover bliver disse plasmoniske pixels lysere eller mørkere afhængigt af det omgivende lys, svarende til farverne i farvede glas. Denne funktion lover at skabe skærme med lavere strømforbrug, der er mere behagelige for øjnene.
Fordele og udfordringer
Fordele:
- Mindre pixels til skærme med højere opløsning
- Levende farveproduktion uden farvestoffer
- Energieffektive og øjenvenlige plasmoniske pixels
- Billige og nemme at arbejde med aluminium-nanomaterialer
Udfordringer:
- Opskalering af produktionen til masseproduktion
- Genskabelse af den enorme vifte af farver i nutidens avancerede skærme
- Integrering med eksisterende skærmkomponenter, såsom flydende krystaller
Potentielle anvendelser i forbrugerelektronik
Evnen til præcist at manipulere stænger i nanoskala er afgørende for dette gennembrud. Små variationer i længden eller afstanden mellem disse stænger kan have en betydelig indvirkning på skærmens farveoutput. Opskalering af produktionen for at masseproducere disse typer af skærme udgør en udfordring, men forskerne er optimistiske. De peger på eksisterende teknologier som UV-litografi og nanoimprint-litografi, der kunne tilpasses til dette formål.
Når først udfordringerne i produktionen er overvundet, har pixelskærme i nanoskala potentiale til at revolutionere forbrugerenheder. De giver løftet om knivskarpe, energieffektive og øjenvenlige skærme i tv, smartphones og andre elektroniske enheder.
Samarbejder og fremtidige retninger
Teamet ved Rice University udforsker samarbejder med kommercielle skærmproducenter for at bringe denne teknologi tættere på praktiske anvendelser. Sådanne samarbejder kunne føre til nye typer skærme til forbrugerenheder og fremme udviklingen af blækspruttelignende camouflage til militære anvendelser.
Forskere ved MIT arbejder også på at genskabe egenskaberne ved blækspruttehud, herunder ikke kun farve, men også tekstur. Denne funktion vil være afgørende for militære anvendelser, da en fleksibel skærm, der kan efterligne teksturen af sten eller murbrokker, kunne gøre køretøjer praktisk talt usynlige på nært hold.
Fremtiden for skærmteknologi er lys, med inspiration fra naturens mestre i camouflage. Pixels i nanoskala og adaptive skærme lover at transformere vores visuelle oplevelser og åbne op for nye muligheder for både forbrugerelektronik og militære anvendelser.
