Inspirando-se na nanotecnologia da natureza que cria a cor impressionante das asas de uma borboleta, um pesquisador da Universidade da Flórida Central está criando tecnologia para tornar o consumo de energia extremamente baixo, ecrãs de ultra-alta definição e ecrãs mais agradáveis ​​aos olhos.

A nova tecnologia cria telas digitais que são iluminadas pela luz circundante e têm uma aparência mais natural do que as tecnologias de tela atuais que dependem de luzes brilhantes que consomem muita energia escondidas atrás das telas. Os resultados foram publicados quarta-feira na revista. Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Esta tela tem uma aparência mais natural do que as telas atuais de seu computador ou smartphone, "disse Debashis Chanda, professor associado do Centro de Tecnologia de Nanociências da UCF e investigador principal da pesquisa. "É como ver um retrato na parede da sua casa. Não tem aquele brilho ou luz extra. É mais como olhar para o mundo natural."

Em vez de usar luzes LED brilhantes localizadas atrás de uma tela para iluminar uma tela, A tela de Chanda é iluminada refletindo a luz do ambiente. O pesquisador comparou a nova experiência visual com a mudança de comer alimentos processados ​​para comer alimentos naturais.

"Será um avanço para as pessoas se acostumarem com isso, "disse ele." Mas esta é uma maneira de criar displays que são harmoniosos com a forma como a natureza exibe as cores e, como resultado, parecem mais naturais e não bombeiam uma grande quantidade de luz em seus olhos. "

Isso é importante porque olhar para telas de computadores e smartphones bem iluminadas por períodos prolongados pode causar cansaço visual, dores de cabeça e outros problemas de saúde.

Este novo mecanismo de exibição usa uma técnica usada por muitos animais, como borboletas, polvos, papagaios, araras e besouros, para exibir cores espalhando e refletindo a luz que atinge estruturas em nanoescala em seus corpos.

Este tipo de produção de luz é diferente de cores ou corantes de pigmentos, como aqueles usados ​​em roupas ou tintas, que absorvem seletivamente algumas cores de luz e refletem outras.

"Se virmos borboletas, polvos ou muitos pássaros bonitos, sua cor, na verdade, se origina de estruturas em nanoescala em suas penas, pele ou escamas, "Chanda disse." A molécula de proteína, o elemento base, eles não têm sua própria cor, mas quando você os coloca juntos em uma ordem, moda controlada, ele cria todos os tipos de cores. O que a borboleta faz é simplesmente espalhar a luz de volta de uma maneira que crie todas essas belas cores sem absorver nada. "

A tecnologia, conhecido como monitores de cores plasmônicas, pode mostrar cores diferentes com base no tamanho, forma e padrões de nanoestruturas metálicas reflexivas dentro das telas. A tecnologia, Contudo, foi limitado por problemas com a exibição da cor correta em ângulos diferentes, fabricando em grandes áreas e exibindo preto.

Com base em sua pesquisa anterior, O grupo de Chanda superou esses desafios encontrando uma maneira de transformar as nanoestruturas em designs precisos para controlar totalmente a dispersão de luz independente do ângulo, resultando em cores que não dependem do ângulo de visão.

"Descobrimos uma técnica em que as nanopartículas podem se automontar em um padrão quase aleatório em um substrato pré-projetado e, em seguida, podemos otimizar isso em um processo muito controlado para criar uma determinada cor, como amarelo, azul, ouro, magenta, branco e mais, apenas mudando o tamanho das nanopartículas, ao contrário de cores baseadas em pigmentos, onde diferentes moléculas absorventes são necessárias para cores diferentes, "Chanda disse.

O processo de automontagem usado no estudo é semelhante ao modo como o corpo humano controla o crescimento. No corpo, enzimas e hormônios liberados em determinados momentos regulam o crescimento. Na taxa de deposição do estudo de Chanda, a pressão e a temperatura controlam o design e o crescimento das nanoestruturas, que fornece controle da cor da luz exibida.

“Com o mecanismo que desenvolvemos, podemos usar parâmetros físicos para mapear de volta para um padrão específico e, posteriormente, uma cor, "Chanda disse.

"Contudo, a cor preta precisava de uma abordagem diferente. A luz espalhada da superfície nanoestruturada é bloqueada usando uma camada de cristal líquido de maneira controlada, resultando na primeira demonstração das cores preto / cinza em telas de cores estruturais, "Chanda disse.

Com o campo ainda emergente, o pesquisador disse que pode demorar um pouco até que displays e produtos de consumo usando nanoestruturas plasmônicas estejam disponíveis ao público, mas os resultados do estudo são um passo significativo nessa direção.