Fuji udvikler displays, som efterligner blækspruttens farveskift

Japanske forskere hos Fuji har udviklet en polymer, som får et display til at skifte imellem en farvet og en transparent tilstand reguleret af temperatur, pH, lys eller elektrisk strøm. Det kan skabe billigere skærme. Inspirationen til teknologien kom fra blæksprutternes imponerende farveskift.

Farveskiftet af hver pixel i et LCD-display styres af elektriske felter. Men Ryojiro Akashi hos Fuji Xerox i Kanagawa udvikler et display, hvor andre parametre kan være kontrollerende.

Temperaturen er parameteren i artiklen »Polymer gel light-modulation materials imitating pigment cells« i tidsskriftet Advanced Materials, Vol.14, p.1808-1811, 2002. Ved dannelsen af polymer-gelerne lod Akashi sig inspirere af blæksprutterne. Disse dyr kan skifte farvemønstre ligesom kamæleonerne, bare meget hurtigere. Hos visse sepia-blæksprutter løber farvemønstrene ligefrem henad dyrets krop, når hannerne vil gøre hunnerne interesserede i parring. Farveskiftet sker ved, at muskeltråde udvider og sammentrækker pigmentholdige celler. Når en celle med en given farve trækkes sammen, ses farven næsten ikke, og andre farveceller, der udvides kan dominere.

Fujis polymer-gel dannes ved at polymerisere stoffet NIPAM, N-isopropyl-akrylamid, sammen med dels et farvepigment, dels et stof som krydsbinder de opståede NIPAM-kæder (N,N'-methylen-bisakrylamid).

Farvekornene af f.eks. carbon black er så store, at de ikke trænger ud af de dannede 45 my store polymer-gel-kugler, selv om kuglerne bringes til at udvide sig og trække sig sammen mange gange. Hvis pigmentet er kulstof, bindes NIPAM-kæderne ligefrem kemisk til farven. Andre farvestoffer er blot spærret inde i et bur. Ved en temperatur på omkring 34 grader trækker NIPAM-gelen sig sammen, så voluminet mindskes med en faktor omkring 30, hvis man ikke har indlejret farvepigmenter. Med farve bliver kontraktionsfaktoren kun omkring 10. Det skyldes at gelens evne til at optage og afgive vand er mindsket.

Men Akashi udnyttede, at tilsætning af detergenten SDS korrigerer den formindskede skrumpningsfaktor opad, så den er større end 10, som er den kritiske værdi, der afgør, om ændringen stor nok til, at en display bestående af en film af NIPAM-farvegel imellem to glasplader skifter tydelig farve, når temperaturen ændres og passerer 34 grader.

Ved andre geler ser man skift i volumen via andre »stimuli« end temperatur. Det kan være påvirkning med lys, kemikalier eller elektriske felter. Derfor forventer Akashi, at man kan konstruere displays, som kan anvendes også i computere, mobiltelefoner, m.m. Fordelen ved hans teknologi er, at farvevalget er langt større end i LCD-displays med flydende krystaller. Alle mulige farvestoffer kan jo indlejres i gel-kuglerne under polymerisations-processen. Så med lidt held og snilde kan Fuji om nogle år fremvise displays, der er lige så imponerende i farvepragten som de otte- og ti-armede bløddyr, der inspirede teknologien.