Electronic Paper Using Ambient Light 777x353 2 2
Thông tin công nghệ

Giấy điện tử mới hiển thị màu sắc rực rỡ với mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu

Nghiên cứu sinh, Khoa Hóa học và Kỹ thuật Hóa học, Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển. Nhà cung cấp hình ảnh: Sandra Nayeri / Đại học Công nghệ Chalmers

Hãy tưởng tượng bạn đang ngồi ngoài nắng, đọc một màn hình kỹ thuật số mỏng như tờ giấy, nhưng lại thấy chất lượng hình ảnh giống như khi bạn ở trong nhà. Nhờ nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển, điều đó có thể sớm trở thành hiện thực. Một loại màn hình phản chiếu mới – đôi khi được gọi là ‘giấy điện tử’ – cung cấp khả năng hiển thị màu tối ưu, đồng thời sử dụng ánh sáng xung quanh để giữ mức tiêu thụ năng lượng ở mức tối thiểu.

Màn hình kỹ thuật số truyền thống sử dụng đèn nền để chiếu sáng văn bản hoặc hình ảnh hiển thị trên chúng. Điều này là tốt trong nhà, nhưng tất cả chúng ta đều đã trải qua những khó khăn khi xem những màn hình như vậy dưới ánh nắng chói chang. Tuy nhiên, màn hình phản xạ cố gắng sử dụng ánh sáng xung quanh, bắt chước cách mắt chúng ta phản ứng với giấy tự nhiên.

Nghiên cứu sinh, Khoa Hóa học và Kỹ thuật Hóa học, Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển. Nhà cung cấp hình ảnh: Sandra Nayeri / Đại học Công nghệ Chalmers

“Để màn hình phản chiếu có thể cạnh tranh với màn hình kỹ thuật số tiêu tốn nhiều năng lượng mà chúng ta sử dụng ngày nay, hình ảnh và màu sắc phải được tái tạo với chất lượng cao như nhau. Đó sẽ là bước đột phá thực sự. Nghiên cứu của chúng tôi hiện đã chỉ ra cách công nghệ có thể được tối ưu hóa, khiến nó trở nên hấp dẫn để sử dụng cho mục đích thương mại, ”Marika Gugole, Nghiên cứu sinh Tiến sĩ tại Khoa Hóa học và Kỹ thuật Hóa học tại Đại học Công nghệ Chalmers cho biết.

Các nhà nghiên cứu trước đó đã thành công trong việc phát triển một vật liệu siêu mỏng, linh hoạt có thể tái tạo tất cả các màu mà màn hình LED có thể hiển thị, trong khi chỉ yêu cầu một phần mười năng lượng mà một máy tính bảng tiêu chuẩn tiêu thụ. Nhưng trong thiết kế trước đó, màu sắc trên màn hình phản chiếu không hiển thị với chất lượng tối ưu. Giờ đây, nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nano Letters đã đưa vật liệu này tiến thêm một bước nữa. Sử dụng một loại vật liệu có cấu trúc nano, xốp và đã được nghiên cứu trước đây, có chứa vonfram trioxit, vàng và bạch kim, họ đã thử một chiến thuật mới – đảo ngược thiết kế theo cách cho phép màu sắc hiển thị chính xác hơn nhiều trên màn hình.

Đảo ngược thiết kế để có màu chất lượng hàng đầu

Sự đảo ngược của thiết kế thể hiện một bước tiến lớn. Họ đặt thành phần làm cho vật liệu dẫn điện bên dưới cấu trúc nano pixel tái tạo màu sắc – thay vì bên trên nó, như trường hợp trước đây. Thiết kế mới này có nghĩa là bạn nhìn trực tiếp vào bề mặt được pixel hóa, do đó nhìn thấy màu sắc rõ ràng hơn nhiều.

Ngoài việc tiêu thụ năng lượng tối thiểu, màn hình phản chiếu còn có những ưu điểm khác. Ví dụ, chúng đỡ mỏi mắt hơn nhiều so với việc nhìn vào màn hình thông thường.

Giáo sư, Khoa Hóa học và Kỹ thuật Hóa học, Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển. Nhà cung cấp hình ảnh: Mikael Terfors / Đại học Công nghệ Chalmers

Để tạo ra những màn hình phản chiếu này, cần phải có một số kim loại hiếm – chẳng hạn như vàng và bạch kim – nhưng vì sản phẩm cuối cùng rất mỏng nên lượng cần thiết là rất nhỏ. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng cuối cùng sẽ có thể giảm đáng kể số lượng cần thiết cho sản xuất.

“Mục tiêu chính của chúng tôi khi phát triển các màn hình phản chiếu này, hay còn gọi là ‘giấy điện tử’ như người ta thường gọi, là tìm ra các giải pháp bền vững, tiết kiệm năng lượng. Và trong trường hợp này, mức tiêu thụ năng lượng gần như bằng 0 vì chúng ta chỉ đơn giản là sử dụng ánh sáng xung quanh của môi trường xung quanh ”, trưởng nhóm nghiên cứu Andreas Dahlin, Giáo sư tại Khoa Hóa học và Kỹ thuật Hóa học tại Chalmers, giải thích.

Linh hoạt với nhiều mục đích sử dụng

Một số máy tính bảng hiện nay đã có màn hình phản chiếu, nhưng chúng chỉ hiển thị tốt màu đen và trắng, điều này hạn chế việc sử dụng chúng.

Andreas Dahlin, người đã hình dung ra một số ứng dụng tiếp theo cho biết: “Về nguyên tắc, một công ty công nghiệp lớn có năng lực kỹ thuật phù hợp có thể bắt đầu phát triển một sản phẩm với công nghệ mới trong vòng vài tháng. Ngoài điện thoại thông minh và máy tính bảng, nó cũng có thể hữu ích cho quảng cáo ngoài trời, tiết kiệm năng lượng và tài nguyên so với cả áp phích in hoặc màn hình kỹ thuật số chuyển động.

Tham khảo: “Các cấu trúc nano vô cơ điện sắc với độ sắc cao và độ sáng vượt trội” của Marika Gugole, Oliver Olsson, Stefano Rossi, Magnus P. Jonsson và Andreas Dahlin, ngày 10 tháng 5 năm 2021, Chữ cái Nano .
DOI: 10.1021 / acs.nanolett.1c00904

Thông tin thêm về nghiên cứu

  • Nghiên cứu về giấy điện tử siêu mỏng nano đã được tiến hành trong vài năm tại Chalmers, và công việc này đã được đền đáp bằng cả sự chú ý của quốc tế và các khoản tài trợ nghiên cứu chiến lược lớn.
  • Công nghệ màn hình phản chiếu của các nhà nghiên cứu Chalmers dựa trên khả năng điều chỉnh cách ánh sáng được hấp thụ và phản xạ của vật liệu. Trong nghiên cứu hiện tại, vonfram trioxit là vật liệu cốt lõi, nhưng trong các nghiên cứu trước đây, các nhà nghiên cứu cũng đã sử dụng polyme. Vật liệu bao phủ bề mặt dẫn tín hiệu điện tử khắp màn hình và có thể được tạo hoa văn để tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao.
  • Bài báo khoa học “Cấu trúc nano vô cơ điện sắc với độ sắc cao và độ sáng vượt trội” đã được xuất bản trên Nano Letters và được viết bởi Marika Gugole, Oliver Olsson, Stefano Rossi, Magnus P. Jonsson và Andreas Dahlin. Các nhà nghiên cứu đang hoạt động tại Đại học Công nghệ Chalmers và Đại học Linköping, Thụy Điển.

Theo Scitechdaily

What's your reaction?

Excited
0
Happy
0
In Love
0
Not Sure
0

You may also like

Leave a reply

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.