作者:罗伯特·H
中佛罗里达大学威尔斯分校 信用:CC0公共领域 中佛罗里达大学的一名研究人员从大自然创造蝴蝶翅膀惊人颜色的纳米技术中获得灵感，正在创造一种技术，使极低功耗、超高清显示屏和屏幕更易于观看
这项新技术创造了数字显示器，这种显示器由周围的光线照亮，比目前依靠隐藏在屏幕后面的高能耗强光的显示技术看起来更自然
该发现周三发表在《美国国家科学院院刊》上
“这种显示器比你现在的电脑或智能手机屏幕更自然，”UCF纳米科学技术中心的副教授、该项研究的首席研究员德巴什·钱德说
“这就像在你家的墙上看到一幅肖像
它没有眩光或额外的光线
这更像是在观察自然世界
" 钱德的显示器不是用位于屏幕后面的明亮的发光二极管灯来照明，而是通过反射来自环境的光来照明
研究人员将这种新的观看体验比作从吃加工食品转向吃天然食品
“对于人们来说，适应它将是一个进步，”他说
“但这是一种创造展示的方式，它与自然展示色彩的方式相协调，因此看起来更自然，而且不会向你的眼睛射出大量的光
" 这很重要，因为长时间盯着明亮的电脑和智能手机显示屏会导致眼睛疲劳、头痛和其他健康问题
这种新的显示机制使用了许多动物使用的技术，如蝴蝶、章鱼、鹦鹉、金刚鹦鹉和甲虫，通过散射和反射照射到它们身体上纳米级结构的光来显示颜色
这种类型的光产生不同于色素颜色或染料，像那些用于衣服或油漆，选择性地吸收一些颜色的光和反射其他的
“如果我们看到蝴蝶、章鱼或许多美丽的鸟，它们的颜色实际上源于它们羽毛、皮肤或鳞片上的纳米级结构，”钱德说
“蛋白质分子是基础元素，它们没有自己的颜色，但是当你以有序、可控的方式把它们放在一起时，就会产生各种颜色
蝴蝶所做的只是简单地将光散射回去，这样它就能创造出所有这些美丽的颜色，而不会吸收任何东西
" 这项技术被称为等离子彩色显示器，可以根据屏幕内反射金属纳米结构的大小、形状和图案显示不同的颜色
然而，这项技术受到在不同角度显示正确颜色、大面积制造和显示黑色等问题的限制
基于他以前的研究，钱德拉的团队已经克服了这些挑战，找到了一种方法，将纳米结构制成精确的设计，以完全控制与角度无关的光散射，从而产生不依赖于视角的颜色
“我们发现了一种技术，纳米粒子可以在预先设计的基底上自组装成准随机图案，然后我们可以在非常受控的过程中优化这种技术，只需改变纳米粒子的大小，就可以产生某种颜色，如黄色、蓝色、金色、品红色、白色等，而不像基于颜料的颜色，不同的颜色需要不同的吸收分子，”钱德说
研究中使用的自组装过程类似于人体如何控制生长
在体内，特定时间释放的酶和激素调节生长
在昌达的研究中，沉积速率、压力和温度控制着纳米结构的设计和生长，纳米结构控制着所显示的光的颜色
“通过我们开发的机制，我们可以使用物理参数映射回特定的图案，然后是颜色，”钱德说
“然而，黑色需要一种不同的方法
来自纳米结构表面的散射光被液晶层以可控的方式阻挡，这导致了结构彩色显示器中黑色/灰色的首次展示，”钱德拉说
该研究人员表示，由于该领域仍在兴起，使用等离子纳米结构的显示器和消费产品可能还需要一段时间才能向公众开放，但这项研究的结果是朝着这个方向迈出的重要一步
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