Nov način proizvodnje i kontrole boje mogao bi revolucionarizirati tehnologiju zaslona
Inženjeri sveučilišta Harvard nedavno su predstavili novu vrstu prilagodljivog filtera za boje koji koristi optičke nanoantene za preciznu kontrolu promjene boje. Dok pomoću uobičajenih filtera možemo proizvesti samo jednu boju po filteru, sada možemo pomoću samo jednog aktivnog filtera dobiti cijeli spektar boja ovisno o tipu upadne svjetlosti.
Ovaj bi filter mogao promijeniti način proizvodnje televizorskih zaslona, uređaja za dijagnostiku pa čak i za sigurnosno označavanje novčanica. Službeni članak o ovom istraživanju možete pročitati u prošlom izdanju znanstvenog magazina Nano Letters.
Kenneth Crozier, gost predavač na odsjeku za elektrotehniku sveučilišta Harvard (SEAS), je zajedno sa svojim kolegama uspio utjecati na veličinu i oblik metalnih nanočestica tako da mijenjaju boju ovisno o polarizaciji svjetlosti koja ih obasjava. Nanočestice možemo promatrati kao sićušne antene za bežičnu komunikaciju čija se radna svojstva ispoljavaju unutar spektra vidljive svjetlosti.
"Zahvaljujući napretku nanotehnologije, mi smo sada u stanju precizno kontrolirati oblik optičkih nanoantena tako da različito reagiraju na različite frekvencije i polarizaciju upadne svjetlosti. Tako smo uspjeli proizvesti novu vrstu prilagodljivog filtera za boje", objašnjava Tal Ellenbogen, jedan od autora članka i postdoktorand na SEAS-u.
Uobičajeni RGB filteri, koji proizvode boju u našim televizorima i monitorima, mogu proizvesti samo jednu boju po filteru (crvenu, zelenu ili plavu). Konačna slika dobiva se naknadnim miješanjem boja. Za razliku od njih, svaki piksel filtera zasnovanog na nanoantenama je dinamičan i može proizvesti više različitih boja ovisno o polarizaciji.
Znanstvenici su ove nove filtere nazvali "kromatski plasmonski polarizatori" jer mogu stvoriti piksel jedne boje ili složeni uzorak čije se boje mijenjaju kao funkcija položaja. Ne bi li jasnije pokazali sposobnosti svoje tehnologije, znanstvenici su naknadno osmislili akronim LPP; što je kratica za 'Lokalizirani Površinski Plasmon'. Pod nepolariziranom svjetlosti ili svjetlosti polariziranom pod 45 stupnjeva, slova postaju nevidljiva (sivo na sivom). Pomoću svjetlosti polarizirane pod 90 stupnjeva slova poprimaju živu žutu boju na plavoj površini. Kod svjetlosti polarizirane pod 0 stupnjeva dolazi do obrata: slova postaju plava, a pozadina žuta. Preciznom kontrolom polarizacije upadne svjetlosti slova postupno mijenjaju boju od žute do plave. "Ono što ovaj projekt čini posebnim jest filter čija se radna svojstva mijenjaju ovisno o polarizaciji upadne svjetlosti", ističe Crozier.
Znanstvenici predviđaju nekoliko mogućih primjena: u proizvodnji zaslona, fotoaparata i kamera, u dijagnostici (za otkrivanje posljedica polarizacije u tkivu) te za proizvodnju posebnih zaštita tijekom označavanja novčanica i drugih predmeta.
Želite li vidjeti boje koje ovakvi filteri proizvode, za sada Vam je još uvijek potrebna neka vrsta uvećanja. Međutim, tehnike nanoispisa na veliki format bi uskoro mogle omogućiti stvaranje uzorka vidljivog golim okom. "Proizvodnja televizora zasnovanog na nanoantenama, za sada zahtijeva mnogo kompliciranog rada , ali nikako nije nemoguća ideja", dodaju Crozier i Ellenbogen.
Upravo je Crozier djelomično odgovoran za nov pristup: problem proizvodnje boje promatrati s čisto biološke strane. Na to ga potaklo pridruženje Ellenbogena timu. Ironično, ali Ellenbogen ne raspoznaje boje, ali je prethodno proučavao računalne modele vizualnog korteksa zbog čega je uvelike pridonio uspješnom tijeku projekta.
"Kromatski plasmonski polarizatori kombiniraju dvije strukture, od kojih svaka drugačije reagira na upadnu svjetlost i proizvodi svoj spektar. Boja, koju kasnije vidi ljudsko oko, nastaje naknadnim miješanjem oba spektra", objašnjava Crozier. "Da nismo promijenili pristup sada bismo se pitali kakva je reakcija obzirom na spektar, a ne obzirom na oko", dodaje Ellenbogen.
Izvor: Harvard University