Die Nutzbarmachung von Pfauen, bunte Bilder zu machen

(ISNS)--die herrlich bunten, schillernden Federn des männlichen Pfaus sind nicht auf der Oberfläche, was sie scheinen. Sie sehen, die Art und Weise vor allem weil die Federn Proteinstrukturen der Nanometer-Skala, die ankommenden Lichtwellen brechen enthalten, rekombinieren und als satte, lebendige Farben zu reflektieren.

Wissenschaftler an der University of Michigan denke, sie haben eine Technologie, die diesen Vorgang, um Anzeigen von Bildern ohne Chemikalien oder elektrische Leistung emuliert.

Schließlich könnte die Technologie der zeigt jetzt auf Smartphones, Tablets und Computer-Bildschirme, mit auffallend high-Definition verwendet ersetzen.

"Die verschiedenen Farben können in eine Ecke eines Pixels in Ihrem iPhone passt", sagte Jay Guo, Professor für Technik und Wissenschaft und Hauptautor des Papiers in wissenschaftlichen Berichten.

Obwohl Forscher derzeit nur statische Fotos auf einer Glasoberfläche produzieren können, hoffen sie schließlich, dynamische Bilder auf anderen Oberflächen zu produzieren.

Wie ein Pfau bewegt, scheint seine Rute Farben zu ändern. Und zwar deshalb, weil seine schillernden Federn verschiedene Farben oder Wellenlängen des Lichtes, in verschiedenen Winkeln reflektieren.

Aber während Pfauen Federn verwenden, Guo Team nutzt Metalle, die mit Licht in komplizierter Weise interagieren. Sie schaffen Stahl-und Metallbau mit nanoskaligen Rillen, die schillernde Farben zu produzieren, sondern auch fangen das Licht, so dass die Zuschauer die gewünschten Farben aus allen Blickwinkeln sehen können.

Der Trick, Guo sei Licht in Rillen viel kleiner als die Wellenlängen des Lichts zu erhalten. Es wird durch Ätzen den Rillen einer bestimmten Länge, die Farbe absorbieren. Auf diese Weise konnten die Forscher auch schlagen etwas, nennt die Beugungsgrenze, in der sie Bildelemente oder Pixel kleiner als Hälfte Wellenlänge des Lichts, um detaillierte Farbe erzeugen erstellen können.

Die Forscher auch sagte plasmonische Verhalten, Peter Vukusic, ein Physiker an der Universität von Exeter in England nicht mit Guo Forschung beteiligt war. Grob gesagt, sind Plasmonen Wellen der Elektronen auf eine elektrisch leitende Oberfläche. Licht leuchtet auf einem Metall und seiner Plasmonen können bestimmte Farben reradiate. Einige der Farben in Buntglas Fenstern an Kathedralen wie Notre-Dame werden von der Plasmonen in winzige Partikel von Gold reflektiert Licht und produzieren eine extrem lebendige Farben produziert.

Das ist nicht wie die meisten Farbe jetzt produziert wird.

Wenn man sich ein Bild von einer roten Blume auf dem Papier gibt es eine Pigment-Chemikalie, die jede Farbe - grün absorbiert und zum Beispiel--blau und rot reflektiert, so dass Sie nur diese Farbe sehen.

Auf einem Fernsehbildschirm, Smartphone oder das Ergebnis eines Tintenstrahldruckers sind Pixel angeordnet, die zu absorbieren, rot, grün und blau vom weißen Licht, in Kombinationen, die ein farbiges Bild zu produzieren.

Um den Pfau-Effekt simulieren, kombiniert die Michigan Forscher die Techniken. Sie geätzt nanoskaligen Rillen auf ein Stück Glas mit der gleichen Technologie verwendet, um Computer-Chips zu ätzen. Jede Nut wurde genau die richtige Größe zur Aufnahme einer bestimmten Farbe und dann das beschichtete Glas mit Silber. Wenn sie Licht auf das Glas gerichtet, erstellt die Rillen das Farbbild. Um den Vorgang zu veranschaulichen, reproduziert die Forscher ein Bild von den Olympischen Ringen mit Auflösung so gut, jeder Vollfarb-Ring ca. 20 μm Durchmesser, war kleiner als die halbe Breite eines menschlichen Haares.

"Wenn Sie einfache Drucke produzieren möchten, dies nicht ist der billigste Weg zu sein," sagte Guo. "Aber die Technologie ist grün; Es erfordert keine Chemikalien."

Guo sagte, die Abzüge so dauerhaft sein würde, und dass die Farben nicht verblassen würde.

Die meisten Displays auf elektronische Geräte wie Tablet-PCs oder Laptops verwenden Hintergrundbeleuchtung, die Energie aus einer Batterie oder Steckdose zu zeigen das Bild benötigen. Eine reflektierende Display dieser plasmonische Technologie erfordert keine solche macht und ist heller. Das reflektierte Bild aus diesem Prozess kann auch polarisiert werden, was bedeutet, dass es sein könnte, hell und klar, wenn Sie es eine Möglichkeit schauen, aber verschwinden ganz, wenn Sie es um 90 Grad, in der gleichen Weise polarisiert drehen eine Sonnenbrille Blendung reduzieren.

Die potenziellen Polarisation bedeutet, könnte es auch in Kryptographie und Sicherheit verwendet werden, wo Bilder unsichtbar oder auf Kreditkarten oder Währung produziert werden.

Wie das mit einem dynamischen Display funktionieren würde, ist nicht klar, sagte Guo.

"Mit dem richtigen Design eröffnet das Spielfeld so mehr Einsätze, optische Effekte, sind Geräte in Reichweite--in der Theorie" Vukusic sagte.

Joel Shurkin ist ein freiberuflicher Schriftsteller mit Sitz in Baltimore. Er ist der Autor von neun Bücher über Wissenschaft und Wissenschaftsgeschichte und unterrichtete Wissenschaftsjournalismus an der UC Santa Cruz, Stanford University und der University of Alaska Fairbanks.

In Science News Service wird unterstützt durch das American Institute of Physics.