राइस यूनिवर्सिटी के जीवविज्ञानी और नैनोटेक्नोलॉजी शोधकर्ता अमेरिकी नौसेना द्वारा वित्त पोषित एक ऐसी सामग्री बनाने की परियोजना पर वर्षों से काम कर रहे हैं, जो वास्तविक समय में अपने परिवेश के अनुकूल हो सकती है। लक्ष्य जहाजों, वाहनों और अंततः सैनिकों को अदृश्य होने की अनुमति देना है - या लगभग अदृश्य - जैसे स्क्विड और अन्य सेफलोपोड्स की कुछ प्रजातियां।
अपने मॉडल के रूप में कठोर त्वचा के साथ, वैज्ञानिकों ने एक लचीला, उच्च-रिज़ॉल्यूशन, कम-शक्ति प्रदर्शन विकसित किया जो वास्तविक रूप से अपने पर्यावरण की नकल कर सकता है। नई डिस्प्ले तकनीक वास्तव में व्यक्तिगत पिक्सल (छोटे टेलीविजन डॉट्स जो आपके टेलीविजन और स्मार्टफोन पर छवि बनाते हैं) मानव आंखों के लिए अदृश्य बनाती है। सटीक लंबाई और रिक्ति के एल्यूमीनियम नैनोरोड्स का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने पाया कि वे विभिन्न रंगों के ज्वलंत डॉट्स बना सकते हैं जो आज के टीवी में पाए जाने वाले पिक्सल से 40 गुना छोटे हैं।
यह काम किस प्रकार करता है
प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज (PNAS) के शुरुआती संस्करण में हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन में, लेखक बताते हैं कि कैसे उन्होंने नैनोरोड्स और पांच-माइक्रोन-वर्ग पिक्सल के सरणियों का निर्माण करने के लिए इलेक्ट्रॉन-बीम बयान नामक एक तकनीक का उपयोग किया। एक पौधे या मोल्ड बीजाणु का आकार - जो रंगों के उपयोग के बिना चमकीले रंगों का उत्पादन करता है, जो समय के साथ फीका हो सकता है। इन छोटे पिक्सल के प्रत्येक रंग को एरे में छड़ के बीच की दूरी या अलग-अलग छड़ की लंबाई के बीच अलग-अलग करके बारीक से बारीक किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने नैनो-स्केल पिक्सल की एक सरणी बनाई, जिसे विभिन्न रंगों (ए) के साथ ठीक से जोड़ा जा सकता है। प्रत्येक पिक्सेल छोटे एल्यूमीनियम छड़ (बी) की एक सरणी से बना होता है, जो उनकी लंबाई और व्यवस्था के आधार पर, विभिन्न रंगों का उत्पादन करता है। (संयुक्त राज्य अमेरिका के राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही) (संयुक्त राज्य अमेरिका के राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही) पिक्सेल का रंग तब उत्पन्न होता है जब प्रकाश विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर नैनोरोड्स और स्कैटर से टकराता है। आसपास के नैनोरोड्स की व्यवस्था और लंबाई को अलग करके, टीम यह ठीक से नियंत्रित करने में सक्षम है कि प्रकाश कैसे चारों ओर उछलता है, प्रकाश के स्पेक्ट्रम को संकीर्ण करता है और, वास्तव में, दृश्यमान प्रकाश को समायोजित करके प्रत्येक पिक्सेल बंद हो जाता है। टीम द्वारा बनाए गए पिक्सल भी प्लास्मोनिक होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे आसपास के प्रकाश के आधार पर उज्जवल और डिमर प्राप्त करते हैं, बहुत कुछ जैसे कांच में रंग। यह उपभोक्ता उपकरणों में कम-शक्ति डिस्प्ले बनाने में उपयोगी हो सकता है, जो आंखों पर कम तनावपूर्ण भी होना चाहिए।
क्योंकि प्रौद्योगिकी ज्यादातर एल्यूमीनियम पर निर्भर करती है, जो कि सस्ती और आसानी से काम करने वाली होती है, इस प्रकार के प्रदर्शनों को निषेधात्मक रूप से महंगा या अत्यधिक कठिन नहीं होना चाहिए।
सुधार की गुंजाइश
राइस विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के एक सहयोगी प्रोफेसर और पीएनएएस अध्ययन के प्रमुख शोधकर्ता स्टीफ़न लिंक का कहना है कि टीम ने मौजूदा प्रदर्शन प्रौद्योगिकी के साथ किसी भी मूलभूत समस्या को हल करने के लिए नहीं, बल्कि पहनने योग्य में उपयोग के लिए छोटे पिक्सेल की ओर काम करने के लिए कहा है। कम बिजली की सामग्री जो पतली और परिवेश प्रकाश के लिए उत्तरदायी है।
"अब हमारे पास ये अच्छे रंग हैं, " वह एक ईमेल में कहते हैं, "हम उन सभी तरीकों के बारे में सोच रहे हैं जो हम उन्हें सुधार सकते हैं, और हम नैनो स्क्विड त्वचा की दिशा में कैसे काम कर सकते हैं जो इस सहयोग का अंतिम लक्ष्य है।"
लिंक के अनुसार, प्रौद्योगिकी को बेहतर बनाने का एक तरीका वाणिज्यिक प्रदर्शन उद्योग के विशेषज्ञों के साथ साझेदारी करना होगा। जबकि पिक्सल बनाने की तकनीक बहुत अलग है, टीम को उम्मीद है कि लिक्विड क्रिस्टल जैसे डिस्प्ले डिस्प्ले रिफ्रेश रेट और पिक्सल रिस्पॉन्स टाइम को निर्धारित करने वाले कई अन्य डिस्प्ले कंपोनेंट्स आज भी उसी तरह के ही रहेंगे।
एक लचीला प्रदर्शन करने के लिए, शोधकर्ता पिक्सेल को तराजू की तरह बनाने की कोशिश कर सकते हैं, ताकि अंतर्निहित सामग्री झुक जाए, लेकिन तरल क्रिस्टल और एल्यूमीनियम नैनो-सरणी सपाट रह सकते हैं। लेकिन उस बिंदु तक पहुंचने के लिए, टीम को मदद की आवश्यकता हो सकती है।
"यह कहना अजीब लगता है, लेकिन हमारे प्रदर्शन के लिक्विड क्रिस्टल हिस्से के आकार को कम करने के लिए एक बड़ी बाधा है, " लिंक लिखते हैं। "आप प्रौद्योगिकी में हर समय बहुत छोटे एलसीडी स्क्रीन देखते हैं, लेकिन हमारे पास फैंसी औद्योगिक मशीनें नहीं हैं जो इस तरह की उच्च परिशुद्धता और प्रजनन क्षमता के साथ बनाने में सक्षम हैं, इसलिए यह हमारी ओर से एक बड़ी बाधा है।"
एक और संभावित बाधा आज के उच्च-अंत डिस्प्ले में संभव रंगों के विशाल सरणी को दोहराने के लिए है। हालांकि शोधकर्ता अभी तक वहां नहीं हैं, लिंक को विश्वास है कि उनकी तकनीक कार्य पर निर्भर है।
"रंग के बारे में महान बात यह है कि इसे बनाने के दो तरीके हैं, " लिंक कहते हैं। उदाहरण के लिए, रंग पीला: प्रकाश की तरंगदैर्ध्य जो पीले रंग की दिखती है, वह 570 नैनोमीटर है, और हम एक पिक्सेल बना सकते हैं जिसकी 570 एनएम पर एक अच्छी तेज चोटी है और आपको इस तरह से पीला देना है। या, हम एक दूसरे के बगल में एक लाल पिक्सेल और एक हरे रंग का पिक्सेल रखकर पीला बना सकते हैं, जैसे कि वर्तमान आरजीबी डिस्प्ले में क्या किया जाता है। एक सक्रिय प्रदर्शन के लिए, RGB मिश्रण इसे कुशलता से करने का तरीका है, लेकिन स्थायी डिस्प्ले के लिए, हमारे पास दोनों विकल्प हैं। "
RGB डिस्प्ले में मौजूदा डिस्प्ले में कमियां हैं, क्योंकि पिक्सल अक्सर नग्न आंखों के लिए दिखाई देते हैं। लेकिन इस तकनीक के साथ, आपको उन्हें देखने के लिए और रंग-निर्माण विधि का उपयोग करने के लिए माइक्रोस्कोप की आवश्यकता होगी।
उपभोक्ता प्रौद्योगिकी के लिए ढूँढना लागू करना
टीम की सफलता में छोटे नैनो-स्केल की छड़ को ठीक से बनाने और हेरफेर करने की क्षमता एक बड़ी भूमिका निभाती है। इन छोटे छड़ों की लंबाई या रिक्ति प्राप्त करने से थोड़ा सा भी पूरा प्रदर्शन के रंग उत्पादन को प्रभावित करेगा। इसलिए, इस प्रकार के डिस्प्ले को बड़े पैमाने पर बनाने के लिए मैन्युफैक्चरिंग स्केलिंग कम से कम पहली बार में समस्या खड़ी कर सकती है। हालांकि, लिंक उम्मीद है कि दो मौजूदा विनिर्माण प्रौद्योगिकियों की ओर इशारा करता है, जिनका उपयोग इस प्रकार के डिस्प्ले बनाने के लिए किया जा सकता है- यूवी लिथोग्राफी, जो छोटे संरचनाओं का निर्माण करने के लिए उच्च-ऊर्जा प्रकाश का उपयोग करता है, और नैनोप्रिंट छाप, जो स्टैम्प और दबाव का उपयोग करता है (जैसे बहुत एक लाइसेंस प्लेट पर अंक उभरा होते हैं, लेकिन एक सूक्ष्म पैमाने पर)।
लिंक को कहते हैं, "सही तरीका खोजने के अलावा, हम बड़े क्षेत्रों को पैटर्न कर सकते हैं, " बाकी निर्माण प्रक्रिया वास्तव में सीधी है। "
लिंक यह अनुमान लगाना नहीं चाहता था कि कब हम वाणिज्यिक प्रदर्शन और उपकरणों में उपयोग किए गए इन नैनो-स्केल पिक्सल को देख सकते हैं। इस बिंदु पर, वह और उनके साथी शोधकर्ता अभी भी स्क्वीड जैसे छलावरण के अपने लक्ष्य की ओर प्रौद्योगिकी को परिष्कृत करने पर केंद्रित हैं। वाणिज्यिक प्रदर्शन निर्माताओं के साथ सहयोग करने से टीम को उस लक्ष्य के करीब पहुंचने में मदद मिल सकती है, जबकि उपभोक्ता उपकरणों के लिए नए प्रकार के डिस्प्ले के लिए भी अग्रणी है।
शायद राइस में लिंक के समूह को एमआईटी के शोधकर्ताओं के साथ मिलकर काम करना चाहिए, जो सेफलोपॉड त्वचा के गुणों की नकल करने पर भी काम कर रहे हैं। वहां के वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने हाल ही में एक ऐसी सामग्री का प्रदर्शन किया जो न केवल रंग, बल्कि बनावट की भी नकल कर सकती है। यह सैन्य वाहनों को अदृश्य बनाने के लक्ष्य के लिए एक महत्वपूर्ण विशेषता होगी। एक लचीला प्रदर्शन, उदाहरण के लिए, दूर से चट्टानों या मलबे की तरह एक टैंक देखो बना सकता है। लेकिन अगर इसके किनारे अभी भी चिकने और सपाट हैं, तब भी यह करीब से निरीक्षण पर खड़ा होगा।
