У невпинній гонитві за мініатюризацією технологій дисплеїв дослідники з Кембриджського університету здійснили прорив, який, здається, кидає виклик фундаментальним законам оптики. Вони створили те, що називають “піко-пікселем” — найменшу у світі комірку дисплея, здатну змінювати колір. Розмір цього інноваційного пристрою настільки малий, що він приблизно в мільйон разів менший за пікселі, що використовуються в сучасних смартфонах. Потенційно, це відкриває шлях до створення екранів з безпрецедентною щільністю, гнучких дисплеїв розміром з будівлю або навіть “розумних” тканин. Проте, перш ніж ми уявимо собі телевізори майбутнього, необхідно зрозуміти ключовий нюанс цієї технології, пише T4.
Дослідження, опубліковане в авторитетному науковому виданні Science Advances, описує піксель, який працює не так, як звичні нам світлодіоди (LED) або органічні світлодіоди (OLED). Традиційні пікселі випромінюють світло, споживаючи енергію. Нова ж розробка є відбиваючою. Вона не створює власного світла, а маніпулює навколишнім освітленням, подібно до того, як працює електронне чорнило (e-ink) у пристроях типу Kindle. В основі цього піко-пікселя лежить крихітна золота наночастинка, діаметром всього кілька нанометрів (мільярдних часток метра). Ця частинка розміщена над дзеркальною золотою плівкою, а простір між ними заповнений світлочутливим полімером під назвою поліанілін.
Sci. Adv. , 2025)
Саме ця конструкція і є ключем до зміни кольору. Вся система діє як крихітний оптичний резонатор, або плазмонна нанопорожнина. Коли на полімер подається електричний заряд (або він освітлюється певним чином), він змінює свої властивості. Ця зміна, у свою чергу, модифікує оптичні характеристики всієї нанопорожнини. В результаті змінюється спосіб, у який цей “піксель” розсіює світло. Для людського ока це виглядає як миттєва зміна кольору у всьому видимому спектрі. Дослідники продемонстрували, що, маніпулюючи цим ефектом, вони можуть змусити наночастинку переливатися різними кольорами.
Енергоефективність такої системи вражає. Оскільки пікселі не випромінюють світло, а лише відбивають його, дисплей на їхній основі споживав би мізерну кількість енергії, переважно лише в момент перемикання кольору. Це робить їх ідеальними для великомасштабних гнучких дисплеїв, які можна було б інтегрувати у фасади будівель, створюючи “хамелеонову” архітектуру, що змінює колір, або для технологій активного камуфляжу.
Sci. Adv. , 2025)
Але тут і криється той самий “нюанс”. Той факт, що піксель є відбиваючим, означає, що він абсолютно невидимий у повній темряві. Як і електронна книга, такий дисплей потребує зовнішнього джерела освітлення — сонця або кімнатної лампи. Тому очікувати, що ця технологія найближчим часом замінить яскраві екрани наших смартфонів чи телевізорів, не варто.
Більше того, існує колосальна інженерна проблема. Хоча самі пікселі-наночастинки є крихітними, створення системи, здатної індивідуально адресувати мільярди таких пікселів, що упаковані з неймовірною щільністю, є завданням, яке ще належить вирішити. Наразі дослідники змогли створити лише невеликі масиви цих пікселів. Перехід від лабораторного зразка до повноцінного комерційного виробництва дисплеїв на гектарах гнучкої плівки залишається величезним викликом. Таким чином, хоча цей прорив і б’є рекорди мініатюризації, він, скоріше, відкриває нову нішу для дисплеїв з наднизьким енергоспоживанням, а не пряму заміну для технологій, що домінують сьогодні.
Не пропустіть: У Чорнобилі помітили собак з блакитною шерстю
Підписуйся на наш Telegram-канал