受蝴蝶启发的Nano技术在数字屏幕上制作出自然的图片

佛罗里达州中部大学的一位研究人员从自然的Nano技术中汲取了灵感,这种技术创造出了令人惊叹的蝴蝶翅膀,随后,该公司正在研发出一种技术,可以制造出超低功耗,超高清的显示器和屏幕,使人眼更加轻松。

这项新技术创建的数字显示器会被周围的灯光照亮,并且比目前依靠隐藏在屏幕后面的高能耗明亮灯的显示技术更自然。研究结果发表在周三的《美国国家科学院院刊》上。

UCFNano技术中心的副教授,这项研究的首席研究员Debashis Chanda说:“这种显示器比您当前使用的计算机或智能手机屏幕更自然。 “这就像在你家的墙上看到一幅肖像。它没有那种眩光或多余的光线。它更像是看着自然世界。”

而不是使用屏幕后面的明亮LED灯来照亮显示屏,而是通过反射来自环境的光来点亮Chanda的显示屏。研究人员将新的观看体验与从食用加工食品转变为食用天然食品进行了比较。

他说:“这将使人们逐渐适应它。” “但是,这是一种创建与自然显示颜色相协调的显示的方法,因此看起来更自然,并且不会将大量的光暴涨入您的眼睛。”

这很重要,因为长时间盯着明亮的计算机和智能手机显示屏可能会导致眼睛疲劳,头痛和其他健康问题。

这种新的显示机制使用了许多动物(例如蝴蝶,章鱼,鹦鹉,金刚鹦鹉和甲虫)使用的技术,通过散射和反射撞击到人体Nano结构的光来显示颜色。

这种类型的光产生不同于用于衣服或油漆的颜料颜色或染料,后者选择性地吸收某些颜色的光并反射其他颜色。

钱达说:“如果我们看到蝴蝶,章鱼或许多美丽的鸟,它们的颜色实际上源自它们的羽毛,皮肤或鳞片上的Nano结构。” “蛋白质分子是基本元素,它们没有自己的颜色,但是当您以有序,可控制的方式将它们放在一起时,它会产生各种颜色。蝴蝶所做的只是将光散射回去,从而它创造了所有这些美丽的色彩而又不吸收任何东西。”

这项技术被称为等离子彩色显示器,可以根据屏幕内部反射性金属Nano结构的大小,形状和图案显示不同的颜色。然而,该技术受到以下问题的限制:以不同的角度显示正确的颜色,在大面积上制造该颜色并显示黑色。

在他以前的研究的基础上,Chanda的小组克服了这些挑战,找到了一种方法,可以将Nano结构制成精确的设计,以完全控制与角度无关的光散射,从而产生不依赖于视角的颜色。

“我们发现了一种技术,Nano粒子可以在预先设计的基板上自组装准随机图案,然后我们可以在非常受控的过程中对其进行优化,以创建特定的颜色,例如黄色,蓝色,金色,洋红色,白色和白色。只需改变Nano粒子的大小,就不像基于颜料的颜色那样需要不同的吸收分子来形成不同的颜色。”

研究中使用的自组装过程类似于人体如何控制生长。在体内,某些时间释放的酶和激素调节生长。在Chanda的研究中,沉积速率,压力和温度控制着Nano结构的设计和生长,从而控制了所显示光的颜色。

钱达说:“借助我们开发的机制,我们可以使用物理参数将其映射回特定的图案,然后再映射为一种颜色。”

钱达说:“但是,黑色需要采取不同的方法。来自Nano结构表面的散射光被液晶层以可控的方式阻挡,从而首次在结构彩色显示器中表现出黑色/灰色。”

研究人员说,随着该领域的不断兴起,使用等离激元Nano结构的显示器和消费产品向公众发售尚需时日,但这项研究的结果是朝这个方向迈出的重要一步。

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故事来源:

用料 由…提供 中央佛罗里达大学。罗伯特·威尔斯(Robert Wells)撰写的原著。注意:可以编辑内容的样式和长度。

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