Что общего между электронной книгой и осьминогом?

В будущем владельцы электронных книг откроют свой девайс и увидят полноцветные страницы, воспроизведенные при помощи того же метода, каким осьминоги демонстрируют и скрывают цвета. Некоторые современные технологии для электронных книг имитируют природные механизмы осьминогов, каракатиц и кальмаров, указывает новое исследование.

Например, самый яркий и качественный в мире экран электронной книги, который разрабатывается в компании «Hewlett Packard», использует те же технологии, что и осьминог во время маскировки или, наоборот, демонстрации себя во время брачного периода. В отличие от черно-белых E Ink экранов, установленных в книгах в настоящее время, новый экран не имеет подсветки и использует гораздо меньше энергии, чем планшеты с задней подсветкой или смартфоны. Качество воспроизводимого цвета соответствует печатному изданию.

«Мы заинтересовались тем, что в этом устройстве реализован одинаковый для природы и электронных технологий подход к производству цвета, и при этом он самый эффективный», - рассказывает Джейсон Хайкенфельд, инженер лаборатории новаторских устройств. В сотрудничестве с биологами и инженерами из военного ведомства США и морской биологической лаборатории он провел исследование и собрал примеры электронных книг, работающих на основе природного механизма осьминогов.

Электронные книги и осьминоги решают одинаковую физическую проблему во время производства цветов. И те, и другие должны вырабатывать цвет без света, в отличие от светящихся экранов LCD или жуков-светляков.

Однако дизайнеры электронных книг не обращались целенаправленно к осьминогам в поисках путей решения задачи. То, что экраны HP наделены свойствами каракатиц, оказалось просто совпадением. Сам Хайкенфельд изобрел технологию цветной электронной бумаги, которая, как он понял позже, имитирует кальмаров.

Ученый надеется, что при помощи внимательного изучения цефалоподов – класса животных, изменяющих цвет, в который входят осьминоги и их родственники – исследователи придумают еще более улучшенный экран электронной книги, который будет гибким или способным изменять текстуру.

Пигментные клетки осьминогов для электронных книг

Проявление и скрывание цветов, свойственное коже осьминога, является одной из новейших технологий в электронных книгах, которая заимствована у цефалоподов. Эти животные имеют крошечные пигментные клетки в коже под названием хроматофоры. Когда они хотят продемонстрировать определенный цвет, сокращаются мускулы, прикрепленные к соответствующим хроматофорам.

«Они фактически выжимают эту клетку, - объясняет Хайкенфельд. – В результате можно увидеть больше цветов. А когда осьминоги расслабляются, этот пигмент возвращается в сферическую клетку, которая сама по себе невидима».

Цветная электронная бумага, включая ту, что разработана компанией HP, работает по такому же принципу, обнаружил Хайкенфельд и его коллеги. Однако вместо мускулов для управления клетками с пигментом электронная бумага использует электрические поля. Напряжение, подведенное к пигментным молекулам, заставляет их собираться вместе и прятаться в крошечные углубления в экране электронной книги, где они невидимы. Если убрать напряжение, то молекулы распространяются, создавая цвет, который способен видеть человек на поверхности экрана.

«Необязательно использовать те же материалы и химию, но подходы одинаковые», - отмечает Хайкенфельд.

Еще одна разрабатываемая технология электронной бумаги имитирует другую структуру в коже цефалоподов – иридофоры. Фотонно-кристаллические чернила сделаны из жесткого, прозрачного материала, специальная структура которого отражает свет, производя чистый цвет. Иридофоры обладают похожей структурой, что дает им возможность производить цвета для цефалоподов.

И иридофоры, и фотонно-кристаллические чернила способны изменять расстояние между отражающими структурами для смены цветов. И те, и другие могут даже отражать световые волны, невидимые для людей, такие как ультрафиолетовый или инфракрасный свет. Может, это и не пригодится в электронных книгах, а вот цефалоподы иногда используют ультрафиолет и инфракрасное излучение для передачи сигналов друг другу.

Будущие исследования

Во многих смыслах технологии уже превзошли осьминогов в воспроизводстве цветов, уверен Хайкенфельд. Разрабатываемая электронная бумага демонстрирует лучшее качество цветов, чем кожа цефалоподов. Она также способна изменять цвета быстрее, чем морские создания, так как используемая электроника гораздо точнее мускулов.

Но все же у цефалоподов еще есть много чему поучиться. Как отмечает Хайкенфельд, некоторые из этих морских созданий могут по желанию морщить кожу, чтобы воссоздать текстуру кораллов. Что если б экраны телевизоров или смартфонов смогли так же? Это дало бы возможность производить по-настоящему реалистично выглядящие изображения или предоставляло б текстурную поверхность для печати, при этом отображая цвета, как кальмары.

Хотя некоторые лаборатории работают над гибкими экранами, ни один из них не способен воспроизводить цвета. Конечно, в этом смысле биологические системы опережают нас, говорит ученый. А ведь было бы просто отлично скатать iPad в трубочку и положить в карман.

Источник: Livescience

• < Так насколько же хороша батарея iPhone 5?
• Осколок стекла компании «Hitachi» может сохранять информацию вечно >

Комментарии: