I cellulari e altri dispositivi potrebbero presto essere controllati con gesti senza contatto e ricaricarsi utilizzando la luce ambientale, grazie a nuovi array di LED in grado sia di emettere che di rilevare la luce.

Fatto di minuscole nanobarre disposte in un film sottile, i LED potrebbero abilitare nuove funzioni interattive e dispositivi multitasking. Ricercatori presso l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign e Dow Electronic Materials a Marlborough, Massachusetts, riferire l'anticipo nel numero del 10 febbraio della rivista Scienza .

"Questi LED sono l'inizio per consentire ai display di fare qualcosa di completamente diverso, andando ben oltre la semplice visualizzazione delle informazioni per essere dispositivi molto più interattivi, " disse Moonsub Shim, un professore di scienza e ingegneria dei materiali presso l'Università di I. e il leader dello studio. "Questo può diventare la base per progetti nuovi e interessanti per molta elettronica".

I minuscoli nanotubi, ciascuno misura meno di 5 nanometri di diametro, sono costituiti da tre tipi di materiale semiconduttore. Un tipo emette e assorbe la luce visibile. Gli altri due semiconduttori controllano come la carica scorre attraverso il primo materiale. La combinazione è ciò che consente ai LED di emettere, sentire e rispondere alla luce.

I LED nanorod sono in grado di svolgere entrambe le funzioni passando rapidamente avanti e indietro dall'emissione al rilevamento. Cambiano così velocemente che, all'occhio umano, il display sembra rimanere acceso fisso, infatti, è tre ordini di grandezza più veloce rispetto alle frequenze di aggiornamento del display standard. Tuttavia, i LED rilevano e assorbono anche la luce quasi continuamente, e un display composto da LED può essere programmato per rispondere ai segnali luminosi in diversi modi.

Per esempio, un display può regolare automaticamente la luminosità in risposta alle condizioni di luce ambientale, pixel per pixel.

"Puoi immaginare di stare seduto fuori con il tuo tablet, lettura. Il tablet rileverà la luminosità e la regolerà per i singoli pixel, " Shim ha detto. "Dove c'è un'ombra che cade sullo schermo sarà più fioca, e dove c'è il sole sarà più luminoso, in modo da poter mantenere un contrasto costante."

I ricercatori hanno dimostrato pixel che regolano automaticamente la luminosità, così come i pixel che rispondono a un dito che si avvicina, che potrebbe essere integrato in display interattivi che rispondono a gesti senza contatto o riconoscono oggetti.

Hanno anche dimostrato array che rispondono a uno stilo laser, che potrebbe essere la base di lavagne intelligenti, tavolette o altre superfici per scrivere o disegnare con la luce. E i ricercatori hanno scoperto che i LED non solo rispondono alla luce, ma può anche convertirlo in elettricità.

"Il modo in cui risponde alla luce è come una cella solare. Quindi non solo possiamo migliorare l'interazione tra utenti e dispositivi o display, ora possiamo effettivamente usare i display per raccogliere la luce, "Shim ha detto. "Quindi immagina il tuo cellulare semplicemente seduto lì a raccogliere la luce ambientale e a caricarsi. Questa è una possibilità senza dover integrare celle solari separate. Abbiamo ancora molto sviluppo da fare prima che un display possa essere completamente autoalimentato, ma pensiamo di poter aumentare le proprietà di risparmio energetico senza compromettere le prestazioni dei LED, in modo che una quantità significativa della potenza del display provenga dall'array stesso."

Oltre a interagire con gli utenti e il loro ambiente, I display a LED nanorod possono interagire tra loro come grandi array di comunicazione paralleli. Sarebbe più lento delle tecnologie da dispositivo a dispositivo come Bluetooth, Shim ha detto, ma quelle tecnologie sono seriali:possono inviare solo un bit alla volta. Due array di LED uno di fronte all'altro potrebbero comunicare con tanti bit quanti sono i pixel dello schermo.

"Ci interfacciamo principalmente con i nostri dispositivi elettronici attraverso i loro display, e l'attrattiva di un display risiede nell'esperienza dell'utente di visualizzare e manipolare le informazioni, " ha detto il coautore dello studio Peter Trefonas, un borsista in materiali elettronici presso la Dow Chemical Company. "La capacità bidirezionale di questi nuovi materiali LED potrebbe consentire ai dispositivi di rispondere in modo intelligente agli stimoli esterni in nuovi modi. Il potenziale del solo controllo gestuale senza contatto è intrigante, e stiamo solo grattando la superficie di ciò che potrebbe essere possibile".

I ricercatori hanno fatto tutte le loro dimostrazioni con matrici di LED rossi. Ora stanno lavorando su metodi per modellare i display a tre colori con il rosso, pixel blu e verdi, oltre a lavorare su modi per aumentare le capacità di raccolta della luce regolando la composizione dei nanotubi.