Innovation : le camouflage du calmar inspire des écrans ultra-nets
Des biologistes et des chercheurs en nanotechnologie de l’université Rice ont travaillé sans relâche sur un projet financé par la marine américaine visant à développer un matériau capable de s’adapter visuellement à son environnement en temps réel, à l’instar de certaines espèces de calmars et autres céphalopodes. Leur objectif est de créer des navires, des véhicules et, à terme, des soldats qui soient quasiment invisibles.
Imiter la peau du calmar pour des écrans haute résolution
S’inspirant des remarquables capacités de camouflage de la peau du calmar, les scientifiques ont mis au point un écran flexible, haute résolution et basse consommation qui peut imiter son environnement de manière réaliste. Cette technologie de rupture consiste à créer des pixels individuels (les minuscules points colorés qui composent les images sur les téléviseurs et les smartphones) qui sont invisibles à l’œil humain. À l’aide de nanobâtonnets d’aluminium conçus avec précision, les chercheurs sont parvenus à une production de couleurs vives dans des pixels 40 fois plus petits que ceux que l’on trouve sur les écrans actuels.
Fonctionnement
Les chercheurs ont utilisé une technique appelée dépôt par faisceau d’électrons pour créer des réseaux de nanobâtonnets et des pixels de taille micrométrique. Ces minuscules pixels produisent des couleurs vives sans utiliser de colorants, qui peuvent s’estomper avec le temps. La couleur de chaque pixel est ajustée avec précision en modifiant les distances entre les bâtonnets ou leurs longueurs.
Lorsque la lumière frappe les nanobâtonnets, elle se disperse sur des longueurs d’onde spécifiques, produisant la couleur souhaitée. En contrôlant précisément la disposition et la longueur des nanobâtonnets environnants, l’équipe peut manipuler la façon dont la lumière rebondit, ce qui réduit le spectre de lumière visible émis par chaque pixel. De plus, ces pixels plasmoniques deviennent plus brillants ou plus sombres en fonction de la lumière ambiante, à l’instar des couleurs des vitraux. Cette caractéristique est prometteuse pour créer des écrans à faible consommation d’énergie qui sont plus agréables pour les yeux.
Avantages et inconvénients
Avantages :
- Pixels plus petits pour des écrans plus haute résolution
- Production de couleurs vives sans colorants
- Pixels plasmoniques économes en énergie et agréables pour les yeux
- Nanomatériaux en aluminium peu coûteux et faciles à travailler
Inconvénients :
- Augmentation de la production pour une production de masse
- Reproduction de la vaste gamme de couleurs des écrans haut de gamme actuels
- Intégration avec les composants d’affichage existants, tels que les cristaux liquides
Applications potentielles dans les technologies grand public
La possibilité de manipuler avec précision des bâtonnets à l’échelle nanométrique est cruciale pour cette avancée. De légères variations de la longueur ou de l’espacement de ces bâtonnets peuvent avoir un impact significatif sur le rendu des couleurs de l’écran. Augmenter la production pour fabriquer en masse ce type d’écrans représente un défi, mais les chercheurs sont optimistes. Ils soulignent que des technologies existantes, telles que la lithographie UV et la lithographie par nano-empreinte, pourraient être adaptées à cette fin.
Une fois les défis de fabrication surmontés, les écrans à pixels nanométriques ont le potentiel de révolutionner les appareils grand public. Ils promettent des écrans ultra-nets, économes en énergie et agréables pour les yeux dans les téléviseurs, les smartphones et autres appareils électroniques.
Collaborations et orientations futures
L’équipe de l’université Rice explore des collaborations avec des fabricants d’écrans commerciaux afin de rapprocher cette technologie des applications pratiques. Ces collaborations pourraient conduire à de nouveaux types d’écrans pour les appareils grand public et faire progresser le développement de camouflage de type calmar pour les applications militaires.
Des chercheurs du MIT travaillent également à la reproduction des propriétés de la peau des céphalopodes, notamment non seulement la couleur mais aussi la texture. Cette caractéristique sera essentielle pour les applications militaires, car un écran flexible capable d’imiter la texture des roches ou des gravats pourrait rendre les véhicules pratiquement invisibles à courte portée.
L’avenir de la technologie d’affichage est prometteur, car il s’inspire des maîtres du camouflage de la nature. Les pixels nanométriques et les écrans adaptatifs promettent de transformer nos expériences visuelles et d’ouvrir de nouvelles possibilités tant pour l’électronique grand public que pour les applications militaires.
