Les écrans des téléphones et tablettes les plus récents peuvent être difficiles à lire à l'extérieur en plein soleil. Inspiré par les nanostructures trouvées sur les yeux des mites, des chercheurs ont développé un nouveau film antireflet qui pourrait empêcher les gens d'avoir à courir à l'ombre pour regarder leurs appareils mobiles.

Le film antireflet présente une réflexion de surface de seulement 0,23 pour cent, beaucoup plus faible que la réflexion de surface de l'iPhone de 4,4%, par exemple. La réflexion est la principale raison pour laquelle il est difficile de lire un écran de téléphone en plein soleil, car la forte lumière se reflétant sur la surface de l'écran lave l'écran.

Des chercheurs dirigés par Shin-Tson Wu du Collège d'optique et de photonique, Université de Floride centrale (CREOL), rapport sur leur nouveau revêtement antireflet en Optique , Le journal de l'Optical Society pour la recherche à fort impact.

"L'utilisation de notre film antireflet flexible sur les smartphones et les tablettes rendra l'écran lumineux et net, même vu à l'extérieur, " a déclaré Wu. " En plus de présenter une faible réflexion, notre film inspiré de la nature est également résistant aux rayures et autonettoyant, qui protégerait les écrans tactiles de la poussière et des traces de doigts."

Le nouveau film contient de minuscules fossettes uniformes, chacun environ 100 nanomètres de diamètre (environ un millième de la largeur d'un cheveu humain). Le revêtement peut également être utilisé avec des applications d'affichage flexibles telles que des téléphones avec des écrans qui se plient comme un livre, qui devraient arriver sur le marché dès l'année prochaine.

Inspiré par la nature

De nombreux smartphones d'aujourd'hui utilisent un capteur pour détecter la lumière ambiante vive, puis augmenter suffisamment le niveau de luminosité de l'écran pour surmonter la forte réflexion de la surface. Bien que ce type de contrôle de luminosité adaptatif puisse contribuer à améliorer la lisibilité, il draine également l'énergie de la batterie. D'autres méthodes pour résoudre le problème de la visibilité solaire se sont avérées difficiles à mettre en œuvre.

Vous recherchez une approche plus simple pour améliorer la lisibilité de l'écran à l'extérieur, les chercheurs se sont tournés vers la nature. Les yeux des mites sont recouverts d'un motif de nanostructures antireflet qui permettent aux mites de voir dans l'obscurité et empêchent les reflets oculaires qui pourraient être vus par les prédateurs. Parce que d'autres groupes de recherche ont expérimenté l'utilisation de nanostructures en forme d'œil de papillon pour réduire la lumière du soleil réfléchie par la surface des cellules solaires, Wu et son équipe pensaient que la même technique pourrait également fonctionner sur les écrans mobiles.

"Bien qu'il soit connu que les structures de l'œil des mites peuvent réduire la réflexion de surface, il est relativement difficile de fabriquer un film antireflet avec cette nanostructure suffisamment large pour être utilisé sur un téléphone portable ou une tablette, " dit Guanjan Tan, premier auteur de l'article. "Parce que les structures sont si petites, une technique de fabrication à haute résolution et haute précision est nécessaire."

Les chercheurs ont développé une technique de fabrication qui utilise des nanosphères auto-assemblées pour former un modèle précis qui peut être utilisé pour créer la structure en forme d'œil de papillon sur un revêtement. La simplicité et la précision de ce processus ont permis la fabrication de la structure complexe dans un film suffisamment grand pour être appliqué sur un écran mobile.

Les chercheurs ont également créé un modèle informatique pour simuler le comportement optique des revêtements. Après avoir montré que le modèle représentait avec précision les résultats expérimentaux, les chercheurs l'ont utilisé pour optimiser la taille des nanostructures de l'œil du papillon afin d'obtenir les meilleures performances.

Voir au soleil

Les tests du film après optimisation ont montré que lorsqu'il est vu à la lumière du soleil, le verre recouvert du nouveau film présentait une amélioration de plus de quatre fois le rapport de contraste, la différence entre le blanc le plus brillant et le noir le plus foncé. Vu à l'ombre, verre avec le nouveau film a montré une amélioration d'environ dix fois du rapport de contraste. Les chercheurs ont également utilisé des procédures industrielles standard pour tester sa flexibilité ainsi que ses capacités anti-rayures et autonettoyantes.

"Nos résultats mesurés indiquent que le film antireflet semblable à un œil de papillon présente un excellent comportement optique et une excellente résistance mécanique, " a déclaré Jun-Haw Lee de l'Université nationale de Taiwan, un membre clé de l'équipe de recherche. "Notre film fournit une méthode efficace et peu coûteuse pour réduire la réflexion de surface et améliorer la lisibilité à la lumière du soleil des appareils mobiles."

Les chercheurs travaillent désormais à améliorer encore les propriétés mécaniques du film antireflet, y compris trouver le meilleur équilibre entre dureté de surface et flexibilité, pour rendre la surface du film suffisamment robuste pour une utilisation à long terme sur les écrans tactiles. Ils utilisent également le modèle de simulation pour optimiser davantage la forme et la taille de la structure de l'œil du papillon afin d'obtenir des performances optiques encore meilleures que jamais.