Prilagodljivi barvni prikazi z mikrofluidiko

Ionizator vode Purepro® JA-703 (Junij 2019).

Anonim

Nova študija, objavljena na Microsystems in Nanoengineering, ki jo je pripravila Kazuhiro Kobayashi in Hiroaki Onoe, opisuje razvoj prilagodljivega in odsevnega večbarvnega sistema za prikazovanje, ki ne zahteva stalne oskrbe z energijo za zadrževanje barve. Namen ideje je najti futuristične aplikacije s trajnostnimi barvnimi prikazi in zamenjati obstoječe elektronske znake zaslona, ​​ki se trenutno uporabljajo za večbarvna sporočila in slike. Medtem ko koncept izvira iz elektronskega papirja ali prilagodljive elektronike, ki je videti kot tisk na papirju (razvita za pametno obrabo), se predlagana metoda preprosto opira na zaporedno uvedene kapljice vode in zračne žepe v mikrofluidni napravi, ki je natančno izdelana na fleksibilnem polimeru, da se ohrani stabilna bitne slike brez porabe energije.

Metoda tudi odstopa od obstoječih tehnik tekočih kristalov ali organskih svetlečih diod (OLED), ki porabijo energijo na ravni svetlobnega piksla. Tehnologija mikrofluidne kapljice vode kaplja kot prilagodljiv, odsevni zaslon. Delovno načelo sistema temelji na rotacijskem izbirniku tekočine s sesalnim negativnim tlakom, da bi se droge v predvideni smeri in tvorile vnaprej določen znak.

Mikrokanali predlagane naprave so bili izdelani s prožnim polimerom, polidimetilsiloksanom (PDMS), materialom s svojimi lastnostmi, ki vključuje preglednost pod vidno svetlobo in prepustnost zraku. Avtorji so uporabili mehko litografijo in tehnike vezanja za izdelavo PDM-PDMS mikrokanalov s pikslovnimi vzorci, ki segajo od 400-800 μm v premeru in 50-200 μm v višino. V arhitekturi naprave so bili vzorci povezani preko linearnih kanalov širine 100-200 μm. Ker je material prepusten za zrak in plin topen, je v mikrokanalih odložena tanka plast parelena (debelina 500 nm), da se prepreči puščanje in izhlapevanje zraka in vode.

Za izdelavo optimizirane velikosti pikslov so avtorji razvili razmerje med geometrijo mikrokanala in izgubo vode, da bi ohranili določeno količino barvane vode, saj so kapljice napolnjene v napravi. Oblikovanje in optimizacija naprave sta vključevala meritve minimalnega diferencialnega tlaka, ki je potreben za vodenje kapljic vodene kapljice z mikrokanalami. Tlak znotraj sesalnega sistema za mikrofluidno napravo je bil nadzorovan z računalniško podprtim ventilskim sistemom, krmiljenje stikala pa je bilo programirano z uporabo MATLAB-a. Poleg tega je bila zmogljivost za preklop barv in kontrolo kapljic ocenjena na ravni posameznega piksla za optimiziran prikaz slike. Razmerje med položajem kapljice in časom uporabe negativnega tlaka je bilo optimirano, da kaže, da se naprava lahko nadzoruje na ravni posameznega piksla.

V študiji je bil na ta način ustvarjen niz slik v mikrokanalih zig-zag kot dokaz načelnosti za testiranje predlaganega koncepta prilagodljivih večbarvnih odsevnih prikazov. Ohranitev barve je omogočila zaustavljanje sesalnega sistema, pri katerem je bila orientacija zaslona nespremenjena brez oskrbe z energijo.

Eksperimentalni rezultati so potrdili, da bi sistem lahko prikazoval večbarvne odbojne slike in jih obdržal brez porabe energije, kot je bilo teoretizirano. Slike so obstojne, medtem ko ohranjajo svoj položaj po zasukljivem zvijanju, kar kaže na fleksibilnost in obnovo prvotnega večbarvnega okvira. Znanstveniki napovedujejo, da lahko takšni prožni in brezžični prikazni sistemi najdejo inovativne aplikacije na robotskih kožah, oblačilih in dodatkih v vsakdanjem življenju v prihodnosti.

menu
menu