Vernieuwbare brailleleesregels vertalen informatie van computerschermen in verhoogde karakters, vaak langs de onderkant van een toetsenbord. Maar deze technologie kan duizenden dollars kosten en is beperkt, meestal een reeks tekens weergeven die veel korter zijn dan de meeste zinnen. Onderzoekers rapporteren nu een verbeterd materiaal dat deze displays naar een hoger niveau zou kunnen tillen, waardoor blinden of slechtzienden tekst en afbeeldingen gemakkelijker kunnen begrijpen, terwijl de kosten worden verlaagd.

De onderzoekers presenteren hun resultaten via het online platform SciMeetings van de American Chemical Society (ACS).

"Met meer ontwikkeling, we denken dat de eigenschappen van dit nieuwe materiaal het mogelijk kunnen maken om apparaten met een veel hogere resolutie te maken, misschien zelfs degenen die andere informatie dan tekst kunnen weergeven, zoals diagrammen of kaarten, " zegt Julia R. Greer, doctoraat, hoofdonderzoeker van het project.

Brailleleesregels die momenteel op de markt zijn, zijn afhankelijk van het piëzo-elektrische effect:een klein kristal zet uit wanneer er spanning op wordt gezet, door een speld omhoog te duwen om een ​​punt te maken. Een enkel teken, zoals een brief, wordt gecodeerd door maximaal acht van dergelijke punten. Apparaten op de markt geven doorgaans maximaal 80 tekens per keer weer, of een fractie van een zin of tweet.

Onderzoekers hebben onlangs hun aandacht gericht op elektroactieve polymeren (EAP's) als een soort materiaal dat deze displays zou kunnen verbeteren. EAP's kunnen veel meer informatie weergeven dan conventionele apparaten, evenals een grotere diversiteit ervan. Bovendien, de apparaten kunnen gemakkelijker en goedkoper te produceren zijn. Die belofte moet nog uitkomen, echter, en op EAP gebaseerde beeldschermen hebben veel problemen ondervonden, inclusief de noodzaak van hoogspanning om te werken en slechte duurzaamheid.

Greer's team van het California Institute of Technology (Caltech) bedacht een geheel nieuw type EAP op basis van polyionische complexen, en in de zomer van 2019, de groep begon te werken aan een manier om het materiaal te synthetiseren. Een verbeterde EAP zou kunnen helpen de brailletechnologie in te halen bij die van slechtzienden, zegt Rob Learsch, die op dat moment een afgestudeerde student in het lab was. "Brailletechnologie is sinds de jaren tachtig niet veel veranderd, " merkt hij op. "Ik denk dat het opmerkelijk zou zijn om iedereen te laten profiteren van de revolutie in miniaturisatie en berekening die heeft plaatsgevonden."

Terwijl conventionele EAP's afhankelijk zijn van elektrische lading die zich op elektroden ophoopt, het nieuwe materiaal bevat positief en negatief geladen polymeren die zijn gecombineerd tot een willekeurig netwerk van ketens die op knooppunten zijn verbonden. De negatief geladen polymeren vormen een solide stellage waaraan de positieve binden, gedragen als elastiekjes die alles samentrekken. Het aanbrengen van een elektrisch veld ontrafelt deze verbindingen, alsof je de elastiekjes doorsnijdt, en zorgt ervoor dat het materiaal naar buiten uitzet. De polyionische EAP vereist veel minder spanning, en is efficiënter en veerkrachtiger, dan conventionele EAP's.

Learsch is sindsdien toegetreden tot het lab van Julia Kornfield, doctoraat, bij Caltech, waar hij en anderen doorgaan met het bestuderen van de eigenschappen van het materiaal en het ontwikkelen tot het punt waarop het kan worden gebruikt in brailleleesregels en, misschien, bieden nieuwe functionaliteit voor deze apparaten. Omdat het materiaal kan werken als een condensator, het genereren van een elektrisch signaal wanneer er druk wordt uitgeoefend, het kan worden gebruikt om brailleleesregels te bouwen die reageren op aanraking, net als het scherm van een smartphone of tablet.

Het materiaal kan ook voor andere toepassingen worden gebruikt. Indien gecontroleerd door precieze elektrische velden, Learsch zegt dat hij kon voorzien dat het een robotgewricht of grijper zou openen en sluiten. "Er moet nog veel onderzoek worden gedaan om ons van waar we nu zijn naar dit soort producten te brengen, maar dat maakt allemaal deel uit van onze langetermijnvisie, ', zegt Learsch.