Трехмерные дисплеи, “сотканные” из волокон

Фото: Greg Hren

В статье, опубликованной на этой неделе на сайте Nature Photonics, исследователи из MIT сообщают, что они разработали новый источник света – волокно, которое немного толще, чем человеческий волос, яркость которого можно контролируемо изменять.

Таким образом, волокна открывают возможности для создания 3-D дисплеев, сотканных из гибких волокон. Волокна могут быть также использованы для создания медицинских изделий, которые «пролезали» бы в узкие отверстия для избирательного облучения больной ткани, оставляя здоровые ткани нетронутыми.

Разработанное волокно имеет полую сердцевину, вокруг этого сердечника чередуются слои материалов с разными оптическими свойствами, которые вместе выступают в качестве зеркала. В основе лежит капля жидкости, которую можно перемещать вверх и вниз по волокну. Когда капля получает энергию, или “закачивается” (в эксперименте, исследователи использовали лазер для накачки капли) — она излучает свет.

Свет перемещается туда и обратно между зеркалами, выходя из ядра в 360-градусный луч лазера.
Ближайшие четыре основных канала заполнены жидкими кристаллами, которые изменяют яркость излучаемого света, каждый жидкокристаллический канал контролируется двумя электродными каналами, расположенными параллельно с ними. Однако, несмотря на сложность структуры, волокно имеет диаметр всего 400 микрометров. (Человеческий волос, как правило, имеет диаметр около 100 микрометров).

“Вы можете создать столько этих жидкокристаллических каналов, сколько вы хотите разместить вокруг лазера”,- говорит ведущий автор исследования Александр Столяров, аспирант Гарвардского университета. ”Этот процесс является очень масштабируемым”.

В качестве компонентов дисплея, волокна имеют очевидный недостаток, каждое волокно представляет собой только один пиксель изображения. Для того, чтобы волокна были более эффективными, исследователи изучают возможность увеличения скорости колебания капли, что может обмануть зрителя в создании цветной точки.

Исследователи предлагают еще одно применение волокну, в частности, оно может оказаться полезным в растущей области фотодинамической терапии, в которой свет активирует терапевтические препараты, вводимые только в определенных местах.