Магнитные микрокапсулы для создания дисплеев.

04.04.2011

Китайские исследователи создали микроскопические капсулы, которые изменяют свой размер при приложении магнитного поля. Если собрать эти капсулы в матрицу, то магнитные поля могут быть использованы для создания цветной поверхности с очень большим разрешением.

Многие животные могут изменять цвет поверхности кожи, подстраивая его под окружающую обстановку. Хамелеоны делают это с помощью накачивания небольшого количества красителя на поверхность своей кожи. Другие животные, как например некоторые жуки, рыбы, и птицы, обладают специальными скоплениями светочувствительных клеток, которые незначительно раздвигаются благодаря введению или удалению жидкости, или благодаря крошечным растяжениям кожи. Такие нанометровые изменения в расстояниях между клетками достаточны для изменения преломления света, и, следовательно, цвета который мы видим.

Ученые смогли в некоторой степени повторить этот эффект с помощью регулируемых кластеров из крошечных сфер, известных как коллоидные кристаллы. Расстояния между центрами этих сфер определяют длину отраженной волны и, следовательно, цвет кристалла. Цвет можно изменять добавлением жидкости (как описано выше) или увеличением размера частиц.

Если используемые сферы - магнитные, то для контроля расстояний между ними и, следовательно, цвета, может быть использовано магнитное поле. Это явление было продемонстрировано раньше, но стабильные системы не были созданы, и цвет, который видел наблюдатель, сильно зависел от угла обзора.

Сейчас, как описано в журнале Advanced Functional Materials, Zhongze Gu и его сотрудники в юго-восточном университете в Нанджинге (Southeast University in Nanjing) создали стабильные частицы, чей цвет может изменяться в широком диапазоне, и который не зависит от расположения наблюдателя.

Прорыв был осуществлён благодаря помещению кластеров из магнитных сфер в жидкость с крошечными прозрачными смоляными шариками. Эти шарики с большой степенью точности имеют одинаковую форму,  и могут быть использованы как отдельные пиксели на дисплее. Можно прикладывать различные магнитные поля, заставляющие капсулы со сферами внутри раздвигаться или сближаться, в результате чего область приложения поля окрашивается в различные цвета. На рисунке показан эффект приложения различных магнитных полей.

Для изготовления капсул Гу и его сотрудники  использовали автоматизированную технологию. Для материалов, которые предполагается использовать в дисплеях, очень важна однородность по размерам и составу. Такая однородность была достигнута с помощью использования микрожидкостных технологий (microfluidic techniques), когда реакция происходит долгое время, в течение которого ингредиенты перемещаются по длинному узкому каналу микроскопического химического реактора. Изменяя уровни подачи различных реагентов, можно легко контролировать размер капсул, толщину их оболочки и ее форму.

Ученые гордятся достигнутыми результатами и рассматривают возможности использования разработанной технологии с переменными электромагнитными полями и для поверхностей более сложной формы.

http://www.physorg.com/news/2011-03-magnetic-chameleons-magnets.html