Учени се вдъхновиха от калмарите и създадоха магнитен дисплей, който не се нуждае от никаква електроника, за да работи

Калмарите и главоногите като цяло имат невероятна кожа, която може да променя шарките си по желание, което помага за камуфлажа, лова и намирането на партньори.

Изследователи от Мичиганския университет се вдъхновиха от тази особеност на мекотелите и създадоха чувствителен на магнитно поле пигментен дисплей, който не изисква никаква електроника, за да работи.

„Това е един от първите случаи, в които механични материали използват магнитни полета за кодиране, обработка на информация и изчисления на системно ниво.“

обясняват разработчиците

Днес за подобни и други интересни цели се изобретяват метаматериали – всъщност инженерни решения, състоящи се от набор от материали и структури. Обикновено намаляването на размера им е доста сложно, което затруднява използването на метаматериалите в компютърни и дисплейни системи.

Изследователите обаче са заобиколили това ограничение, като са представили лек и гъвкав дисплей, който реагира само на магнитни полета.

Кожата на калмара, съдържаща хромотофорни клетки е била необходима на учените като пример за това на каква разделителна способност на дисплея е най-добре да се разчита, така че изображението да се възприема нормално от човешкото зрение. Размерът на естествените „пиксели“ просто е бил заимстван от мекотелите. Метаматериалът, изобретен от учените разчитал на съвсем други принципи на работа.

В известен смисъл изследователите са изобретили E Ink дисплея, но по свой собствен начин. Ако електронното мастило при E Ink представлява пигментна суспензия, която реагира на полярността на електромагнитното поле (заряд на контролната матрица), то в случая с магнитния дисплей се използват така наречените частици на Янус. Това са широк спектър от материали с две или повече различни свойства. Най-простият пример за частица на Янус е стрелката на компаса. Различните краища на стрелката имат различни полярности и могат да бъдат накарани да се въртят в едната или другата посока с помощта на магнит.

Създадените в Мичиганския университет частици Янус се състоят от феромагнитни неодимови микрочастици (NdFeB) и наночастици от суперпарамагнитен железен оксид (SPION) от едната страна и пигмент като титанов оксид (TiO2) от другата.

Съответно те са оранжеви в единия край и бели в другия. Чрез промяна на полярността на магнита, поставен близо до екрана е възможно той да стане оранжев или бял, а ако няколко малки магнита се поставят зад екрана по определен начин е възможно да се кодира изображението – намагнетизираните частици просто се събират при магнитите със съответната полярност при разклащане.

Нюансът при използването на частици с NdFeB и SPION се състои в това, че неодимът реагира на силно магнитно поле, а желязото – на слабо. В слабото поле, с помощта на специален ключ – модел от магнити под екрана дисплеят може да показва тайно изображение, невидимо при силен магнит. Може да има няколко такива ключа със собствена конфигурация на магнитната картина и във всеки случай на екрана ще има различно изображение.

Учените смятат, че по този начин е възможно да се записват баркодове върху работното облекло и друга информация, която не може да бъде хакната или подправена, тъй като устройството няма електронна част. Поставянето на екрана в силно магнитно поле връща обща „неодимова“ картина, скривайки тайната. Такъв дисплей не се нуждае от захранване и електроника. Въпрос на време е той да намери своето приложение.