Ingeniører, der prøver at efterligne påfuglenes farvemekanisme til skærme, har låst strukturel farve, som er lavet med ure snarere end kemikalier.
I en påfuglens perlemorhale reflekterer præcist arrangerede hårlinjeformede lys af bestemte bølgelængder. Derfor vises de resulterende farver forskellige afhængigt af dyrets eller observatørens bevægelse. Fotokredit: siliconwombat
Den nye forskning kunne føre til avancerede e-bøger i farve og elektronisk papir såvel som andre farvereflekterende skærme, som ikke har brug for deres eget lys for at være læsbar. Reflekterende skærme bruger meget mindre strøm end deres baggrundsbelyste fætre i bærbare computere, tabletcomputere, smartphones og tv'er.
Teknologien kan også muliggøre spring i datalagring og kryptografi. Dokumenter kunne markeres usynligt for at forhindre forfalskning.
Læs den originale undersøgelse
I forbindelse med undersøgelsen, der blev offentliggjort i tidsskriftet Scientific Reports, udnyttede forskere evnen hos lys til at tragtke ind i nanoskala metalliske riller og blive fanget inde. Med denne tilgang fandt de, at de reflekterede nuancer forbliver sande uanset seerens vinkel.
”Det er den magiske del af arbejdet,” siger Jay Guo, professor i elektroteknik og datalogi ved University of Michigan. ”Lys tragtes ind i nanokaviteten, hvis bredde er meget, meget mindre end lysets bølgelængde.
”Og det er sådan, vi kan opnå farve med opløsning ud over diffraktionsgrænsen. Desuden er det modsat, at længere lys i bølgelængde bliver fanget i smallere riller. ”
Forskere skabte farven i disse bittesmå olympiske ringe ved hjælp af nanoskala-spalter i nøjagtigt størrelse i en glasplade belagt med sølv. Hver ring er omkring 20 mikron, mindre end bredden af et menneskehår. De kan producere forskellige farver med forskellige bredder af spalterne. Billedkredit: Jay Guo, University of Michigan
Diffraktionsgrænsen blev længe antaget at være det mindste punkt, du kunne fokusere en lysstråle mod. Andre har også brudt grænsen, men Guo og kolleger gjorde det med en enklere teknik, der også producerer stabil og relativt let at fremstille farve.
”Hver enkelt rille - meget mindre end lysbølgelængden - er tilstrækkelig til at udføre denne funktion. På en måde er det kun det grønne lys, der kan passe ind i nanogroove af en bestemt størrelse, ”siger han.
Holdet bestemte, hvilken størrelse spalte ville fange hvilken farve lys. Inden for rammerne af industristandarden cyan-, magenta- og gulfarvemodel fandt de, at en spalte 40 nanometer bred kan fange rødt lys og reflektere en cyanfarve ved rille dybder på 170 nanometer og mellemrum på 180 nanometer. En spalte 60 nanometer bred kan fælde grønt og gøre magenta. Og en 90 nanometer bred fælder blå og producerer gul. Det synlige spektrum spænder fra ca. 400 nanometer for violet til 700 nanometer for rødt.
”Med denne reflekterende farve kunne du se displayet i sollys. Det ligner meget farve, ”siger Guo.
For at fremstille farve på hvidt papir, (som også er en reflekterende overflade), arrangerer ers pixel af cyan, magenta og gul på en sådan måde, at de for vores øjne ser ud som farverne i spektret. Et display, der anvendte Guos tilgang, ville fungere på en lignende måde.
For at demonstrere deres enhed ætsede forskerne nanoskala-riller i en glasplade med den teknik, der almindeligvis anvendes til at fremstille integrerede kredsløb, eller computerchips. Derefter belagte de den rillede glasplade med et tyndt lag sølv.
Når lys - der er en kombination af elektriske og magnetiske feltkomponenter - rammer den rillede overflade, skaber dens elektriske komponent, hvad der kaldes en polarisationsladning ved metalskåroverfladen, hvilket øger det lokale elektriske felt nær spalten. Det elektriske felt trækker en bestemt bølgelængde af lys ind.
Den nye enhed kan lave statiske billeder, men forskerne håber at udvikle en bevægelig billedversion i den nærmeste fremtid.
Luftforsvarets kontor for videnskabelig forskning og National Science Foundation finansierede forskningen.
Via Futurity