Mesmo nos telefones e tablets mais recentes, as telas podem ser difíceis de ler ao ar livre, sob a luz solar intensa. Inspirado nas nanoestruturas encontradas nos olhos das mariposas, pesquisadores desenvolveram um novo filme anti-reflexo que evita que as pessoas corram até a sombra para olhar seus dispositivos móveis.

O filme anti-reflexo exibe uma reflexão de superfície de apenas 0,23 por cento, muito mais baixo do que o reflexo da superfície do iPhone de 4,4 por cento, por exemplo. O reflexo é a principal razão pela qual é difícil ler a tela de um telefone sob a luz solar intensa, já que a luz forte refletida na superfície da tela lava a tela.

Pesquisadores liderados por Shin-Tson Wu, da Faculdade de Óptica e Fotônica, University of Central Florida (CREOL), relatório sobre seu novo revestimento anti-reflexo em Optica , O jornal da Optical Society para pesquisas de alto impacto.

"Usar nosso filme anti-reflexo flexível em smartphones e tablets tornará a tela mais brilhante e nítida, mesmo quando visto de fora, "disse Wu." Além de exibir baixa reflexão, nosso filme inspirado na natureza também é resistente a arranhões e autolimpante, que protegeria as telas sensíveis ao toque contra poeira e impressões digitais. "

O novo filme contém pequenas covinhas uniformes, cada um com cerca de 100 nanômetros de diâmetro (cerca de um milésimo da largura de um fio de cabelo humano). O revestimento também pode ser usado com aplicativos de display flexíveis, como telefones com telas que se dobram como um livro, que devem chegar ao mercado já no próximo ano.

Inspirado pela natureza

Muitos dos smartphones de hoje usam um sensor para detectar a luz ambiente brilhante e, em seguida, aumentar o nível de brilho da tela o suficiente para superar o forte reflexo da superfície. Embora este tipo de controle de brilho adaptável possa ajudar a melhorar a legibilidade, também drena a energia da bateria. Outros métodos para resolver o problema de visibilidade da luz solar têm se mostrado difíceis de implementar.

Procurando uma abordagem mais simples para melhorar a legibilidade da tela externa, os pesquisadores se voltaram para a natureza. Os olhos das mariposas são cobertos por um padrão de nanoestruturas antirrefletivas que permitem que as mariposas vejam no escuro e evitam os reflexos oculares que podem ser vistos por predadores. Como outros grupos de pesquisa fizeram experiências com o uso de nanoestruturas semelhantes a olhos de mariposa para reduzir a luz do sol refletida na superfície das células solares, Wu e sua equipe pensaram que a mesma técnica também funcionaria em telas de dispositivos móveis.

"Embora seja sabido que as estruturas do olho da traça podem reduzir a reflexão da superfície, é relativamente difícil fabricar um filme anti-reflexo com esta nanoestrutura que seja grande o suficiente para usar em um telefone celular ou tablet, "disse Guanjan Tan, primeiro autor do artigo. "Como as estruturas são tão pequenas, uma técnica de fabricação de alta resolução e alta precisão é necessária. "

Os pesquisadores desenvolveram uma técnica de fabricação que usa nanoesferas automontadas para formar um modelo preciso que pode ser usado para criar a estrutura semelhante a um olho de mariposa em um revestimento. A simplicidade e a precisão desse processo permitiram a fabricação da intrincada estrutura em um filme grande o suficiente para ser aplicado a uma tela móvel.

Os pesquisadores também criaram um modelo computacional para simular o comportamento óptico dos revestimentos. Depois de mostrar que o modelo representou com precisão os resultados experimentais, os pesquisadores usaram para otimizar o tamanho das nanoestruturas do olho da traça para obter o melhor desempenho.

Vendo à luz do sol

Testes do filme após a otimização mostraram que, quando visto à luz do sol, o vidro coberto com o novo filme exibiu uma melhoria de mais de quatro vezes na taxa de contraste - a diferença entre o branco mais brilhante e o preto mais escuro. Quando visto na sombra, o vidro com o novo filme mostrou uma melhora de cerca de dez vezes na taxa de contraste. Os pesquisadores também usaram procedimentos industriais padrão para testar sua flexibilidade, bem como suas capacidades anti-arranhões e autolimpantes.

"Nossos resultados medidos indicam que o filme anti-reflexo semelhante a olho de mariposa mostra excelente comportamento óptico e resistência mecânica, "disse Jun-Haw Lee da National Taiwan University, um membro chave da equipe de pesquisa. "Nosso filme fornece um método eficiente e de baixo custo para reduzir a reflexão da superfície e melhorar a legibilidade à luz do sol em dispositivos móveis."

Os pesquisadores agora estão trabalhando para melhorar ainda mais as propriedades mecânicas do filme anti-reflexo, incluindo encontrar o melhor equilíbrio entre dureza superficial e flexibilidade, para tornar a superfície do filme robusta o suficiente para uso de longo prazo em telas sensíveis ao toque. Eles também estão usando o modelo de simulação para otimizar ainda mais a forma e o tamanho da estrutura do olho da traça para obter um desempenho óptico ainda melhor do que jamais se imaginou possível.