受蝴蝶啟發的Nano技術在數字屏幕上製作出自然的圖片

佛羅里達州中部大學的一位研究人員從自然的Nano技術中汲取了靈感，這種技術創造出了令人驚嘆的蝴蝶翅膀，隨後，該公司正在研發出一種技術，可以製造出超低功耗，超高清的顯示器和屏幕，使人眼更加輕鬆。

這項新技術創建的數字顯示器會被周圍的燈光照亮，並且比目前依靠隱藏在屏幕後面的高能耗明亮燈的顯示技術更自然。研究結果發表在周三的《美國國家科學院院刊》上。

UCFNano技術中心的副教授，這項研究的首席研究員Debashis Chanda說：「這種顯示器比您當前使用的計算機或智能手機屏幕更自然。 「這就像在你家的牆上看到一幅肖像。它沒有那種眩光或多餘的光線。它更像是看著自然世界。」

而不是使用屏幕後面的明亮LED燈來照亮顯示屏，而是通過反射來自環境的光來點亮Chanda的顯示屏。研究人員將新的觀看體驗與從食用加工食品轉變為食用天然食品進行了比較。

他說：「這將使人們逐漸適應它。」 「但是，這是一種創建與自然顯示顏色相協調的顯示的方法，因此看起來更自然，並且不會將大量的光暴漲入您的眼睛。」

這很重要，因為長時間盯著明亮的計算機和智能手機顯示屏可能會導致眼睛疲勞，頭痛和其他健康問題。

這種新的顯示機制使用了許多動物（例如蝴蝶，章魚，鸚鵡，金剛鸚鵡和甲蟲）使用的技術，通過散射和反射撞擊到人體Nano結構的光來顯示顏色。

這種類型的光產生不同於用於衣服或油漆的顏料顏色或染料，後者選擇性地吸收某些顏色的光並反射其他顏色。

錢達說：「如果我們看到蝴蝶，章魚或許多美麗的鳥，它們的顏色實際上源自它們的羽毛，皮膚或鱗片上的Nano結構。」 「蛋白質分子是基本元素，它們沒有自己的顏色，但是當您以有序，可控制的方式將它們放在一起時，它會產生各種顏色。蝴蝶所做的只是將光散射回去，從而它創造了所有這些美麗的色彩而又不吸收任何東西。」

這項技術被稱為等離子彩色顯示器，可以根據屏幕內部反射性金屬Nano結構的大小，形狀和圖案顯示不同的顏色。然而，該技術受到以下問題的限制：以不同的角度顯示正確的顏色，在大面積上製造該顏色並顯示黑色。

在他以前的研究的基礎上，Chanda的小組克服了這些挑戰，找到了一種方法，可以將Nano結構製成精確的設計，以完全控制與角度無關的光散射，從而產生不依賴於視角的顏色。

「我們發現了一種技術，Nano粒子可以在預先設計的基板上自組裝准隨機圖案，然後我們可以在非常受控的過程中對其進行優化，以創建特定的顏色，例如黃色，藍色，金色，洋紅色，白色和白色。只需改變Nano粒子的大小，就不像基於顏料的顏色那樣需要不同的吸收分子來形成不同的顏色。」

研究中使用的自組裝過程類似於人體如何控制生長。在體內，某些時間釋放的酶和激素調節生長。在Chanda的研究中，沉積速率，壓力和溫度控制著Nano結構的設計和生長，從而控制了所顯示光的顏色。

錢達說：「藉助我們開發的機制，我們可以使用物理參數將其映射回特定的圖案，然後再映射為一種顏色。」

錢達說：「但是，黑色需要採取不同的方法。來自Nano結構表面的散射光被液晶層以可控的方式阻擋，從而首次在結構彩色顯示器中表現出黑色/灰色。」

研究人員說，隨著該領域的不斷興起，使用等離激元Nano結構的顯示器和消費產品向公眾發售尚需時日，但這項研究的結果是朝這個方向邁出的重要一步。

有所作為：贊助機會

故事來源：

用料 由…提供 中央佛羅里達大學。羅伯特·威爾斯（Robert Wells）撰寫的原著。注意：可以編輯內容的樣式和長度。