创造出有史以来最小的像素!比手机像素小100万倍

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迄今为止创建的最小像素,比智能手机的像素小一百万倍,是通过在微小的金色岩石下捕获光粒子而制成的,并且可以用于大型足以覆盖整个建筑物的新型大型柔性显示器。

由剑桥大学领导的科学家团队开发了彩色像素,可以在柔性塑料薄膜上进行卷对卷,大大降低了生产成本。研究结果发表在《科学进展》上。很长一段时间,人们一直梦想模仿章鱼或鱿鱼的皮肤,人或物体消失在自然背景中。

然而,大面积柔性显示器的制造仍然非常昂贵,因为它们由高度精确的多层结构构成。由剑桥大学科学家开发的像素中心是一个微小的金颗粒,直径只有十亿分之一米。该粒子位于反射表面的顶部,将光捕获在两者之间的间隙中。

每个粒子周围都有一层薄而粘稠的涂层,当电子转换时,它会发生化学变化,导致像素在光谱中变色。来自物理,化学和制造领域不同学科的科学家团队使用一种名为聚苯胺的活性聚合物,将金色颗粒涂在桶中,然后将它们喷洒在柔韧的镜面涂层塑料上。生产成本大大降低,从而产生像素。

这些像素是有史以来创建的最小像素,比典型智能手机的像素小一百万倍。它们可以在明亮的阳光下看到,因为它们不需要恒定的能量来保持固定的颜色,因此它们具有使大面积可行和可持续的能量特性。剑桥卡文迪什实验室的联合首席作者Hyeon-Ho Jeong说:

我们开始在镀铝食品袋上洗涤它们,但后来发现喷雾速度更快。在剑桥卡文迪什实验室纳米光电子中心领导这项研究的Jeremy J. Baumberg教授说:这些不是纳米技术的常规工具,但为了使可持续技术成为可能,这是一种先进的方法。

通过在导电聚合物壳中涂覆金纳米颗粒(Au NP)来形成eNPoM。照片:NanoPhotonics Cambridge/Hyeon-Ho Jeong,Jialong Peng

在纳米尺度下,即使不到十分之一的薄膜被移动的像素覆盖,光的特殊物理特性也允许它被切换。这是因为当使用这些共振金结构时,每个像素的光的表观尺寸比它们的物理区域大许多倍。这些像素可以带来许多新的应用可能性,例如建筑物大小的显示器,可以关闭太阳热负荷的建筑物,主动迷彩服装和涂层,以及未来物联网设备的微型指示器。该团队目前正在努力改善颜色范围,并正在寻找合作伙伴以进一步开发该技术。

等离子体元件的表面具有全色域和高空间分辨率的优点,是平板显示器领域的发展方向。然而,这种等离子体着色不易调节并且需要昂贵的光刻技术。在这里,可扩展的,电驱动的变色元件表面使用自下而上的溶液流来构造,该流动控制临界等离子体间隙并用活性介质填充它们。电致变色纳米颗粒涂覆在金属镜上,以提供迄今为止最小面积的活性等离子体像素。

这些纳米颗粒具有强烈的散射颜色,并且可以在>≥1的波长范围内进行电调谐。 100纳米。它们的双稳态性能(持续时间超过数百秒)和超低功耗(每像素9帧)在高擦洗速率(> 50Hz)和光学对比度(> 50%)下提供鲜艳,均匀,不褪色的颜色)进行调整。这些动态尺度比从单纳米颗粒到亚波长更厚的器件的电流显示器薄100倍。