يتحدث المقال عن آلية جديدة لإنشاء تكنولوجيا تجعل الشاشات فائقة الدقة ومنخفضة الطاقة، تعتمد على تقنية شاشات الألوان البلازمية التي من خلالها يتم عرض الألوان وتحطيم الضوء الذي يضرب الهياكل النانوية فينعكس من البيئة.

باستلهام الأفكار من التكنولوجيا النانوية في الطبيعة والتي تخلق اللون المذهل لأجنحة الفراشات، يقوم باحث في جامعة وسط فلوريدا بإنشاء تكنولوجيا لجعل شاشات العرض والشاشات فائقة الدقة منخفضة الطاقة للغاية، والتي تكون أسهل على العينين.

تنشئ التقنية الجديدة شاشات عرض رقمية مضاءة بالضوء المحيط، وتبدو أكثر طبيعية من تقنيات العرض الحالية التي تعتمد على مصابيح ساطعة كثيفة الطاقة مخفية خلف الشاشات. ونشرت النتائج الاربعاء في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences

“إن هذه الشاشة تبدو أكثر طبيعية من شاشات الكمبيوتر أو الهاتف الذكي الحالية”، وقال Debashis Chanda ، الأستاذ المساعد في مركز تكنولوجيا NanoScience التابع لـ UCF والباحث الرئيسي في الأبحاث. “إنه مثل رؤية صورة على الحائط في منزلك. لا يتمتع هذا الضوء على الوهج أو الضوء الإضافي. انها تشبه النظر إلى العالم الطبيعي”.

بدلاً من استخدام مصابيح LED الساطعة الموجودة خلف الشاشة لإلقاء الضوء على شاشة العرض، يتم إضاءة شاشة عرض Chanda عبر انعكاس الضوء من البيئة. وقد شبه الباحث تجربة المشاهدة الجديدة بالتحويل من تناول الأطعمة المعالجة إلى تناول الأطعمة الطبيعية.

وقال “انها سوف تكون خطوة للناس لتعتاد على ذلك،” “ولكن هذه هي وسيلة لخلق عروض متناسقة مع كيفية عرض الطبيعة لللون وبالتالي تبدو أكثر طبيعية ولا تضخ كمية كبيرة من الضوء في عينيك.”

وهذا أمر مهم لأن التحديق في أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية ذات الإضاءة الساطعة لفترات طويلة قد يسبب إجهاد للعين والصداع وبعض المشاكل الصحية أخرى.

وتستخدم هذه الآلية الجديدة للعرض تقنية تستخدمها العديد من الحيوانات، مثل الفراشات والأخطبوط والببغاوات والحيتان، لعرض الألوان من خلال تحطيم الضوء الذي يضرب الهياكل النانوية وعكسه في أجسامهم.

يختلف هذا النوع من إنتاج الضوء عن الألوان الصبغية أو الأصباغ، مثل تلك التي تستخدم في الملابس أو الدهانات، التي تمتص بشكل انتقائي بعض ألوان الضوء وتعكس غيرها.

وقال Chanda ” إذا شاهدنا الفراشات أو الأخطبوط أو العديد من الطيور الجميلة ، فإن لونها ينشأ بالفعل من هياكل النانو على ريش أو جلد أو القشور.” “إن جزيء البروتين، العنصر الأساسي، لا يملك لونه الخاص ولكن عندما يجمع معاً بطريقة منظمة، تتحكم في ذلك، فإنه ينشئ جميع أنواع الألوان. ما تقوم به الفراشة هو بعثرة الضوء مرة أخرى ببساطة بطريقة تنشئ كل هذا اللون الجميل دون امتصاص شيء”.

ويمكن أن تعرض هذه التقنية، المعروفة بشاشات الألوان البلازمية، ألوانًا مختلفة بناءً على حجم وشكل وأنماط البنى النانوية المعدنية الانعكاسية داخل الشاشات. ولكن التكنولوجيا كانت محدودة بسبب المشاكل التي واجهت عرض اللون الصحيح بزوايا مختلفة، وافتعال ذلك على مساحات كبيرة وعرض اللون الأسود.

وبناء على أبحاثه السابقة، تغلبت مجموعة Chanda على التحديات هذه من خلال إيجاد طريقة لجعل الهياكل النانوية في تصاميم دقيقة للتحكم بشكل كامل في تناثر الضوء من زاوية مستقلة، مما يؤدي إلى ألوان لا تعتمد على زاوية المشاهدة.

“اكتشفنا تقنية يمكن فيها للجسيمات النانوية أن تجمع نمطا شبه عشوائي على الركيزة المصممة مسبقًا ومن ثم يمكن لنا تحسين ذلك في عملية نستطيع التحكم فيها لإنشاء لون معين ، مثل الأصفر والأزرق والذهبي والأرجواني والأبيض وغير ذلك ، وذلك بتغيير حجم الجسيمات النانوية ، وعلى عكس الألوان الصبغية التي تحتاج فيها الجزيئات المختلفة امتصاص الألوان المختلفة”.

وعملية التجميع الذاتي المستخدمة في الدراسة مماثلة لكيفية سيطرة جسم الإنسان على النمو. وفي الجسم تعمل الإنزيمات والهرمونات الصادرة في أوقات معينة على تنظيم النمو. في دراسة Chanda ، يتحكم الضغط ودرجة الحرارة في تصميم ونمو الهياكل النانوية، والتي توفر السيطرة على لون الضوء المعروض.

قال Chanda ” مع الآلية التي قمنا بتطويرها، يمكننا استخدام البارامترات المادية لإعادة خريطة نمط معين وبعد ذلك اللون.”

قال Chanda “ومع ذلك, اللون الأسود يحتاج إلى مقاربة مختلفة. إن الضوء المنتشر من السطح النانوي قد تم منعه باستخدام طبقة بلورية سائلة بطريقة نستطيع التحكم بها مما أدى إلى أول عرض للألوان السوداء / الرمادية في شاشات الألوان الهيكلية.”

ومع استمرار ظهور هذا المجال، قال الباحث إنه قد يحتاج الأمر لبعض الوقت قبل أن تتاح للجمهور شاشات العرض والمنتجات الاستهلاكية التي تستخدم الهياكل النانوية البلازمونية، ولكن نتائج الدراسة تمثل خطوة هامة في هذا الاتجاه.

ترجمة: شهد الحربي

تويتر: ishahad73

ترجمة: ريناد العواجي

تويتر : i00_ra

رابط المقال: https://phys.org