S'inspirant de la nanotechnologie de la nature qui crée la couleur étonnante des ailes de papillon, un chercheur de l'Université de Floride centrale crée une technologie pour produire une puissance extrêmement faible, des écrans ultra haute définition et des écrans plus agréables pour les yeux.

La nouvelle technologie crée des affichages numériques qui sont éclairés par la lumière environnante et qui ont un aspect plus naturel que les technologies d'affichage actuelles qui reposent sur des lumières vives énergivores cachées derrière les écrans. Les résultats ont été publiés mercredi dans le journal Actes de l'Académie nationale des sciences .

"Cet écran a un aspect plus naturel que les écrans actuels de votre ordinateur ou de votre smartphone, " a déclaré Debashis Chanda, professeur agrégé au NanoScience Technology Center de l'UCF et chercheur principal de la recherche. "C'est comme voir un portrait sur le mur de votre maison. Il n'a pas cet éblouissement ou cette lumière supplémentaire. C'est plus comme regarder le monde naturel."

Au lieu d'utiliser des lumières LED lumineuses situées derrière un écran pour éclairer un écran, L'affichage de Chanda est éclairé en réfléchissant la lumière de l'environnement. Le chercheur a comparé la nouvelle expérience de visionnage au passage de la consommation d'aliments transformés à la consommation d'aliments naturels.

"Ce sera un pas en avant pour que les gens s'y habituent, ", a-t-il dit. "Mais c'est un moyen de créer des affichages qui sont harmonieux avec la façon dont la nature affiche les couleurs et, par conséquent, un aspect plus naturel et qui n'injecte pas une énorme quantité de lumière dans vos yeux."

Ceci est important car regarder des écrans d'ordinateurs et de smartphones très éclairés pendant des périodes prolongées peut provoquer une fatigue oculaire, maux de tête et autres problèmes de santé.

Ce nouveau mécanisme d'affichage utilise une technique utilisée par de nombreux animaux, comme les papillons, poulpes, perroquets, aras et coléoptères, pour afficher la couleur en diffusant et en réfléchissant la lumière qui frappe les structures nanométriques sur leur corps.

Ce type de production de lumière est différent des couleurs ou colorants pigmentaires, comme ceux utilisés dans les vêtements ou les peintures, qui absorbent sélectivement certaines couleurs de lumière et en reflètent d'autres.

"Si nous voyons des papillons, poulpes ou beaucoup de beaux oiseaux, leur couleur provient en fait de structures nanométriques sur leurs plumes, peau ou écailles, " dit Chanda. " La molécule de protéine, l'élément de base, ils n'ont pas leur propre couleur mais quand vous les assemblez dans un ordre, mode contrôlée, il crée toutes sortes de couleurs. Ce que fait le papillon, c'est simplement disperser la lumière de manière à créer toute cette belle couleur sans rien absorber."

La technologie, connu sous le nom d'écrans couleur plasmoniques, peut afficher différentes couleurs en fonction de la taille, forme et motifs des nanostructures métalliques réfléchissantes à l'intérieur des écrans. La technologie, cependant, a été limité par des problèmes d'affichage de la couleur correcte sous différents angles, en le fabriquant sur de grandes surfaces et en affichant du noir.

Fort de ses recherches antérieures, Le groupe de Chanda a surmonté ces défis en trouvant un moyen de transformer les nanostructures en conceptions précises pour contrôler totalement la diffusion de la lumière indépendante de l'angle, résultant en des couleurs qui ne dépendent pas de l'angle de vue.

"Nous avons découvert une technique où les nanoparticules pouvaient s'auto-assembler en un motif quasi-aléatoire sur un substrat préconçu, puis nous pouvions l'optimiser dans un processus très contrôlé pour créer une certaine couleur, comme le jaune, bleu, or, magenta, blanc et plus, juste en changeant la taille des nanoparticules, contrairement aux couleurs à base de pigments où différentes molécules absorbantes sont nécessaires pour différentes couleurs, " a déclaré Chanda.

Le processus d'auto-assemblage utilisé dans l'étude est similaire à la façon dont le corps humain contrôle la croissance. Dans le corps, les enzymes et les hormones libérées à certains moments régulent la croissance. Dans l'étude du taux de dépôt de Chanda, contrôle de la pression et de la température la conception et la croissance de nanostructures, qui permet de contrôler la couleur de la lumière affichée.

"Avec le mécanisme que nous avons développé, nous pouvons utiliser des paramètres physiques pour revenir à un motif particulier et par la suite à une couleur, " a déclaré Chanda.

"Toutefois, la couleur noire nécessitait une approche différente. La lumière diffusée par la surface nanostructurée est bloquée à l'aide d'une couche de cristaux liquides de manière contrôlée, ce qui entraîne la première démonstration de couleurs noir/gris dans les écrans couleur structurels, " a déclaré Chanda.

Avec le domaine encore émergent, le chercheur a déclaré qu'il pourrait s'écouler un certain temps avant que les écrans et les produits de consommation utilisant des nanostructures plasmoniques soient disponibles pour le public, mais les résultats de l'étude sont un pas important dans cette direction.