Painduvad värviekraanid koos mikrofluidikaatoritega

PAINDUVAD PÄKAPIKUD // Vlogmas 2 (Aprill 2019).

Anonim

Kazuhiro Kobayashi ja Hiroaki Onoe poolt avaldatud uus uuring Microsystems ja Nanoengineering kirjeldab painduva ja peegeldava mitmetahulise kuva süsteemi väljatöötamist, mis ei nõua värvide säilitamise jätkuvat energiavarustust. Idee eesmärk on leida futuristlikud rakendused jätkusuutlike värvivarjudega ja asendada olemasolevad elektroonilised kuvarimärgid, mida praegu kasutatakse mitmesuguste piltidega. Kuigi kontseptsioon pärineb elektroonilisel paberil või paindlikul elektroonilisel kujul, mis näeb välja paberile trükitud kujul (arenenud arukaks kulumiseks), põhineb pakutud meetod lihtsalt järjestikku sisestatud värviliste vee tilkade ja õhukuppude kujul mikrofluidikaseadmes, mis on täpselt valmistatud paindlikul polümeeril, et säilitada stabiilne bitmap kujutised ilma energiatarbimiseta.

Meetod erineb ka vedelkristallide või orgaaniliste valgusdioodide (OLED) olemasolevatest tehnikatest, mis tarbivad energiat valgust kiirgava piksli tasemel. Selles tehnoloogias on paindlik, peegeldav ekraan mikrofluidset veepiisrongi. Süsteemi tööpõhimõte põhineb pöörleva vedeliku selektoril, millel on imipõhine negatiivne rõhk, et juhtida tilkasid ettenähtud suunas ja moodustada etteantud tähise.

Väljapakutud seadme mikrokanalid valmistati painduva polümeeri, polüdimetüülsiloksaaniga (PDMS), materjaliga, millel on omadused, mis sisaldavad läbipaistvust nähtava valguse ja õhu läbilaskvuse korral. Autorid kasutasid pehmet litograafiat ja sidumismeetodeid PDMS-PDMS-i mikrokanalite loomiseks, mille pikslite mustrid olid vahemikus 400-800 μm läbimõõduga ja 50-200 μm kõrgused. Seadme arhitektuuris ühendati mustrid lineaarsetest kanalitest laiusega 100-200 μm. Kuna materjal on õhu ja gaaslahustuva aine läbilaskv, hoitakse mikrokanalites õhukese paariinikihi (500 nm paks) õhu ja vee lekke ja aurustumise ärahoidmiseks.

Optimeeritud piksli suuruse valmistamiseks on autorid seostanud mikrokanali geomeetria ja veekadude vahelist suhet, et säilitada teatud värvitud vee kogus seadmetes väljapaisatud tilgadena. Seadme disain ja optimeerimine hõlmas minimaalse diferentsiaalrõhu mõõtmist, mis oli vajalik värvitud veepiisade juhtimiseks mikrokanalite kaudu. Mikrofluidiseadme imamissüsteemis olevat rõhku juhtis arvutipõhise ventiilide süsteemiga ja lüliti juhtimine programmeeriti MATLAB-i abil. Lisaks sellele hinnati värvide vahetamise ja tilgakontrolli suutlikkust optilise kujutise kuvamise jaoks ühe piksli tasemel. Drople positsiooni ja rakendatud negatiivse rõhu aja suhe optimeeriti, et näidata, et seadet saab ühepiksli tasemel reguleerida.

Uuringus pakuti zig-zag-mikrokanalitel sel viisil erinevaid pilte, mis tõestavad paindlike mitmekolbliste peegeldavate näidikute kavandatud kontseptsiooni. Värvikadu võimaldati, imemissüsteemi peatades, mille kestel jäi ekraani suund ilma energiavarustusega puutumatuks.

Eksperimentaalsed tulemused kinnitasid, et süsteem võib kuvada mitmesuguseid valgust peegeldavaid pilte ja säilitada need ilma energiatarbimiseta kui teoreetiline. Kujutised olid vastupidavad, säilitades samas oma positsiooni pärast elastset keerdumist, et näidata paindlikkust ja originaalse mitmekesise raamistiku taastumist. Teadlased ennustavad, et sellised paindlikud ja energiat vähenevad kuva süsteemid võivad leida robotite, rõivaste ja tarvikute uuenduslikke rakendusi igapäevaelus.

menu
menu