Bez dodirnog zaslona

Nekontaktni zasloni reagiraju na vlagu koju ispušta prst

Nekontaktna promjena boje: Boja materijala mijenja se kada prst približi površini na nekoliko milimetara. Jer materijal tada upija vlagu koju prst odaje. © Napredni materijali 2015 / MPI za istraživanje čvrstog stanja
čitati naglas

Usmjeravanje prsta umjesto dodirivanja: zasloni osjetljivi na dodir u budućnosti bi se mogli potpuno osloboditi dodira - dovoljan je samo pristup vrha prsta. To je moguće zahvaljujući nanomaterijalima koji su razvili njemački znanstvenici, a koji reagiraju na vlagu koju luči koža. Nekontaktni ekrani napravljeni korištenjem ovoga bili bi higijenska alternativa za javne uređaje poput strojeva s ulaznicama.

Zasloni na dodir izuzetno su praktični: njihov je rad intuitivan, štede prostor za miš ili tipkovnicu, a njihove kontrole mogu se prilagoditi za svaku aplikaciju. Ovi ekrani osjetljivi na dodir imali su veliki udio u trijumfalnoj povorci pametnih telefona, ali i bankarski strojevi i karte mogu se upravljati dugo s dodirom prsta.

Zaslon osjetljiv na dodir bez dodira

Međutim, bilo bi još praktičnije ako slavina više nije potrebna. Jer, pogotovo s često korištenim zaslonima osjetljivim na dodir, to na kraju dovodi do mehaničkog trošenja - svi su vjerojatno ikada stali ispred automata za prodaju karata, koji na odgovarajuće pritiske nije odgovorio onako kako bi trebao. Osim toga, na javnim se uređajima brzo nakuplja mnoštvo bakterija i virusa koji se mogu širiti i tako dalje.

Znanstvenici predvođeni Pirminom Ganterom iz Max Planck instituta za istraživanje čvrstog stanja (MPIFKF) u Stuttgartu rade na materijalu za zaslone u kojem prisluškivanje više nije potrebno. Dovoljan je jednostavan prst. Da bi to učinili, istraživači koriste ljudsku osobinu koja je vitalna, ali ponekad i neugodna: naša se tijela znoje, neprestano ispuštajući vlagu kroz pore na koži.

Senzor reagira na oblak vlage

Poseban senzor vlage na ekranu reagira na taj konstantni oblak molekula vode iznad kože. To je moguće pomoću materijalne antimon-fosforne kiseline, kristala slojevitog atoma, fosfora, kisika i vodika. "Ovaj je materijal odavno poznat po tome što dobro apsorbira vlagu i puno se nabubri", objašnjava Ganter. prikaz

To mijenja svojstva materijala: kada apsorbira vodu, povećava se i njegova električna vodljivost. To onda služi izravno kao mjera vlage u okolini. "Budući da ti senzori vrlo lokalno reagiraju na povišenje vlage, moguće je da bi se takav materijal sa svojstvima ovisnima o vlazi mogao koristiti i za beskontaktne prikaze i monitore", kaže Ganter. U takvim dodirima bez dodira, prst bi se trebao približiti samo zaslonu kako bi se promijenila električna ili optička svojstva, a time i ulazni signal u određenoj točki zaslona,

Nekontaktni nanomaterijalni zasloni reagiraju vrhom prsta. Max Planck Society

Povratne informacije kroz promjenu boje

Na temelju fosforne kiseline antimona znanstvenici su razvili nanostrukturu u kojoj vlaga mijenja boju. To se postiže i dodavanjem vode slojevima kristala: "Budući da se debljina sloja mijenja na ovaj način, boja senzora, koja je slična boji leptirovog krila ili se mijenja u Matična kuća “, objašnjava prvi autor Katalin Szendrei iz MPIFKF-a.

Ova fotonska nanostruktura sastoji se od naizmjeničnih, ultra tankih slojeva antimonovog fosfata, silicijevog dioksida i titanije. Gotov sloj od više od deset slojeva visok je samo nešto više od mikrona. Promjena boje može se prilagoditi debljinom slojeva slojeva. "Boja nanostrukture, na primjer, mijenja se od plave do crvene kada se približi prstu", objašnjava voditeljica studije Bettina Lotsch iz MPIFKF-a. "Dakle, boja se može prilagoditi ovisno o količini vodene pare apsorbirane kroz cijeli vidljivi spektar."

Ovaj nano-sendvič reagira na povećanu vlažnost oko prsta točno tamo gdje prst prilazi materijalu. "U slučaju zaslonske aplikacije, korisnik bi tada imao vidljive povratne informacije za kontrolu prsta", kaže Szendrei.

Reakcija u roku milisekundi

Dvije značajke čine ovaj novi materijal posebno obećavajućim za zaslone bez dodira, a s jedne strane, promatrana promjena boje jača je nego u slučaju svih prethodno istraženih fotonskih kristala. Uz to, nanomaterijal reagira na promijenjenu vlažnost u roku od nekoliko milisekundi. U slučaju prethodno ispitanih materijala, to je trajalo nekoliko sekundi ili duže za praktičnu upotrebu na stroju predugo. Pored toga, sendvič antimon-fosfat-oksid kemijski je vrlo stabilan i reagira samo na vodenu paru.

Međutim, trebat će još neko vrijeme kako bi se mogli koristiti u budućim naraštajima pametnih telefona, tableta, prijenosnih računala, bankovnih i automatskih karata: čak i ako više ne zahtijevaju kontakt, takvi će zasloni još uvijek trebati zaštitni sloj da ih zaštite od habanja biti premazan. No mora ispunjavati dva suprotna zahtjeva: mora biti čvrsta i otporna na kemijske i mehaničke utjecaje, ali mora biti i propusna za signalnu vodenu paru. No, istraživači također rade na obećavajućim rješenjima za ovaj problem. (Napredni materijali, 2015; doi: 10.1002 / adma.201503463)

(Max Planck Society, 01.10.2015. - AKR)