Ako si vyrobíte priehľadný smartphone?

Ak sa potrebujete opýtať, prečo by ste potrebovali priehľadný smartphone, pravdepodobne ho skutočne nepotrebujete. Koniec koncov, bolo by to nielen ťažké nájsť, najmä ak by bolo priehľadné po vypnutí, ale aj ostatní by mohli ľahko vidieť presne to, na čom pracujete. Iba vtedy, keď urobíte krok späť, si uvedomíte, že stav netransparentnosti alebo nepriehľadnosti je slabším stavom. Ak máte od prírody priehľadnosť, môže byť nepriehľadnosť iba ďalšou možnosťou v ponuke, zatiaľ čo konverzácia zjavne nie je pravda. Skutočná sila, akonáhle ju máte, nie je len to, že zadarmo získate nepriehľadnosť, ale aj to, že dostanete všetko ostatné medzi nimi. Prototyp zariadenia vyvíjaného spoločnosťou Polytron Technologies z Taiwanu, ktorý je uvedený na obrázku vyššie, ukazuje niektoré výzvy, vďaka ktorým sa musí priehľadný smartphone stať realitou.

Motýle a medúzy (na obrázku vpravo) majú jedinečnú schopnosť priamo extrahovať farbu bez pigmentov z kvanta , takpovediac cez presne nakonfigurované váhy alebo zvlnené mihalnice - drobné „chĺpky“, ktoré vyčnievajú z väčšej bunky. Používajú túto bio-anténu na blikanie nameraného fotónu vždy, keď sa vzdialenosť medzi týmito vlasmi zhoduje s vlnovou dĺžkou osvetlenia, ktoré na ne dopadne. Ostatné organizmy, najmä tie menšie a tenšie, majú priamejšie prostriedky na prípadné využitie alebo riešenie prichádzajúceho žiarenia. Často musia minúť značnú energiu len na to, aby chránili svoju DNA pred mutagénnymi lúčmi, ktoré prenikajú do ich buniek. Možno budú tiež musieť tvrdo pracovať, aby ich videli ich rovesníci. Keď sú stvorenia uväznené v jaskyniach, rýchlo znížia produkciu pigmentu a stratia všetku schopnosť vyjadrovať ich v priebehu niekoľkých generácií. Je to z dobrého dôvodu, pretože melaníny a karotenoidy absorbujúce svetlo sú metabolicky nákladné na výrobu a uvedenie do činnosti.

Pre väčšie bytosti, napríklad pre smartphony, existuje množstvo efektov, ktoré bránia priehľadnosti. Napríklad šošovka oka potrebuje na udržanie priehľadnosti spáliť netriviálne množstvo energie. Ak chcete, aby bolo zariadenie vo veľkom meradle priehľadné, potrebujete najskôr priehľadnosť menších častí, ktoré ich tvoria. Aj keď sa to zdá byť zrejmé, nestačí len spojiť priehľadné časti. Ťažšou požiadavkou, ktorú potrebujete, je plynulá zmena indexov lomu naprieč podkomponentami. Svetlušky, ktoré diskutovali sme predtým , môžu efektívne vyžarovať svetlo cez svoje telá iba optimalizáciou každej medzifázy vo svetelnej dráhe pri prechode rôznymi tkanivami.

Je ich veľa druhov možnosti priehľadného displeja sú dnes k dispozícii a neustále sa vyvíjajú nové metódy. Jedným zo spôsobov, ako to urobiť, je obaliť dva kúsky skla priehľadným, ale vodivým materiálom, ako je oxid india a cínu (ITO), a vložiť medzi ne gél polarizovateľných molekúl. Keď sa použije elektrické pole, kvapalný kryštál zmení svoje vyrovnanie a stane sa priehľadným alebo nepriehľadným v závislosti od použitých materiálov. Displej nie je problémom telefónu Polytron, ktorý je vybavený zariadením s tekutými kryštálmi na báze OLED. Problém predstavuje niekoľko menších komponentov, napríklad batéria a pamäť. Priehľadné lítium-iónové batérie boli predtým vyvinuté na základe PDMS. PDMS je obľúbený polymérny materiál, ktorý sa často používa v prírodných vedách na výrobu priehľadných mikrofluidných senzorov. Spoločnosť Polytron plánuje zabudovať tieto druhy batérií do budúcich verzií telefónu. Začnú tiež používať priehľadné reproduktory a dotykové obrazovky na oboch stranách finálneho produktu. (Pozri: Spustenie MIT robí priehľadný solárny panel, ktorý umožní vášmu smartphonu samotné napájanie .)

Čo môžete robiť s priehľadným telefónom?

Súčasťou schopnosti mať kontrolu nad priehľadnosťou je to, že nielen môžete blokovať svetlo, ale môžete tiež ovládať vlastnosti svetla, ktoré cez neho môžete nechať prejsť. Okrem jednoduchých efektov pixelov bodu, ako je farba alebo polarizácia, je možné riadiť aj zložitejšie javy, ako je lom a difrakcia, ak je rozlíšenie zariadenia dostatočne vysoké. Modulátory priestorového svetla (SLM) používané v optike možno prepínať pri rýchlosti niekoľko tisíc hertzov, čím sa vytvorí prakticky akýkoľvek požadovaný vlnoplocha.

Aplikácie, ktoré zobrazujú obraz prednej kamery, sú k dispozícii už nejaký čas, sú však iba hrubým a umelým pokusom o priehľadnosť. Skutočná transparentnosť by z telefónu urobila virtuálnu sépiu. Video vyššie ukazuje, ako sú sépie schopné zrkadliť svoje miestne prostredie priamym ovládaním pigmentov v koži, ktoré sú pod kontrolou jeho nervového systému. Aj keď sa sépia nemôže stať ničím, čo by si mohla zvoliť, pretože na pohon pigmentových zmien si zjavne vyžaduje zodpovedajúci vizuálny vstup z prostredia, telefón by to aspoň mohol.