Prendendo ispirazione dalla nanotecnologia della natura che crea lo straordinario colore delle ali di farfalla, un ricercatore dell'Università della Florida centrale sta creando una tecnologia per rendere estremamente a bassa potenza, display e schermi ad altissima definizione che sono più facili per gli occhi.

La nuova tecnologia crea display digitali illuminati dalla luce circostante e dall'aspetto più naturale rispetto alle attuali tecnologie di visualizzazione che si basano su luci intense ad alta intensità energetica nascoste dietro gli schermi. I risultati sono stati pubblicati mercoledì sulla rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

"Questo display ha un aspetto più naturale rispetto agli attuali schermi del computer o dello smartphone, " disse Debashis Chanda, professore associato presso il NanoScience Technology Center dell'UCF e ricercatore principale della ricerca. "È come vedere un ritratto sul muro di casa tua. Non ha quel bagliore o luce extra. È più come guardare il mondo naturale".

Invece di utilizzare luci a LED luminose posizionate dietro uno schermo per illuminare un display, Il display di Chanda è illuminato riflettendo la luce dell'ambiente. Il ricercatore ha confrontato la nuova esperienza visiva con il passaggio dal consumo di cibi lavorati al consumo di cibi naturali.

"Sarà un passo avanti perché le persone si abituino, " ha detto. "Ma questo è un modo per creare display che sono in armonia con il modo in cui la natura mostra i colori e, di conseguenza, sembrano più naturali e non pompano un'enorme quantità di luce nei tuoi occhi".

Questo è importante perché fissare i display di computer e smartphone molto illuminati per periodi di tempo prolungati può causare affaticamento degli occhi, mal di testa e altri problemi di salute.

Questo nuovo meccanismo di visualizzazione utilizza una tecnica utilizzata da molti animali, come farfalle, Piovre, pappagalli, are e coleotteri, per visualizzare il colore disperdendo e riflettendo la luce che colpisce le strutture su scala nanometrica sui loro corpi.

Questo tipo di produzione di luce è diverso dai colori a pigmenti o dai coloranti, come quelli usati nei vestiti o nelle vernici, che assorbono selettivamente alcuni colori della luce e ne riflettono altri.

"Se vediamo le farfalle, polpi o tanti begli uccelli, il loro colore in realtà proviene da strutture su scala nanometrica sulle loro piume, pelle o squame, " disse Chanda. "La molecola proteica, l'elemento di base, non hanno il loro colore ma quando li metti insieme in modo ordinato, moda controllata, crea tutti i tipi di colore. Quello che fa la farfalla è semplicemente disperdere la luce in modo da creare tutto questo bel colore senza assorbire nulla".

La tecnologia, noti come display a colori plasmonici, può mostrare colori diversi in base alle dimensioni, forma e modelli di nanostrutture metalliche riflettenti all'interno degli schermi. La tecnologia, però, è stato limitato da problemi con la visualizzazione del colore corretto da diverse angolazioni, fabbricandolo su ampie aree e visualizzando il nero.

Basandosi sulle sue precedenti ricerche, Il gruppo di Chanda ha superato queste sfide trovando un modo per trasformare le nanostrutture in progetti precisi per controllare completamente la diffusione della luce indipendente dall'angolo, con conseguente colori che non dipendono dall'angolo di visione.

"Abbiamo scoperto una tecnica in cui le nanoparticelle possono autoassemblare un modello quasi casuale su un substrato pre-progettato e quindi potremmo ottimizzarlo in un processo molto controllato per creare un determinato colore, come il giallo, blu, oro, magenta, bianco e altro, semplicemente cambiando la dimensione delle nanoparticelle, a differenza dei colori a base di pigmenti in cui sono necessarie molecole assorbenti diverse per colori diversi, " ha detto Chanda.

Il processo di autoassemblaggio utilizzato nello studio è simile a come il corpo umano controlla la crescita. Nel corpo, gli enzimi e gli ormoni rilasciati in determinati momenti regolano la crescita. Nel tasso di deposizione dello studio di Chanda, controllo della pressione e della temperatura la progettazione e la crescita di nanostrutture, che fornisce il controllo del colore della luce visualizzata.

"Con il meccanismo che abbiamo sviluppato, possiamo utilizzare parametri fisici per mappare nuovamente su un particolare motivo e successivamente un colore, " ha detto Chanda.

"Però, il colore nero aveva bisogno di un approccio diverso. La luce diffusa dalla superficie nanostrutturata viene bloccata utilizzando uno strato di cristalli liquidi in modo controllato con conseguente prima dimostrazione di colori nero/grigio in display a colori strutturali, " ha detto Chanda.

Con il campo ancora emergente, il ricercatore ha affermato che potrebbe volerci un po' di tempo prima che display e prodotti di consumo che utilizzano nanostrutture plasmoniche siano disponibili al pubblico, ma i risultati dello studio sono un passo significativo in quella direzione.