Door op verzoek te pulseren of te trillen, smartphoneschermen kunnen gebruikers helpen door een menu te navigeren of kunnen de vinger van een gebruiker naar virtuele knoppen op het scherm leiden die waar en wanneer nodig kunnen worden gemaakt of verwijderd. Professor Stefan Seeecke en zijn team van de Universiteit van Saarland hebben een film ontwikkeld die touchscreens een derde dimensie geeft. De dunne en extreem lichte siliconenfilm kan verschillende posities en vormen aannemen en kan worden gemaakt om een ​​enkele puls uit te voeren, een duwende beweging, een plotselinge schok of een langdurige trilling op een specifieke locatie op het scherm. De polymeerfilm vertoont ook sensoreigenschappen en kan daarom het apparaat van een extra zintuig voorzien.

Het team van ingenieurs uit Saarbrücken exposeert hun technologie dit jaar op de Hannover Messe van 1 tot 5 april op de Saarland Research and Innovation Stand (hal 2, Stand B46).

Terwijl u een vingertop over het smartphonescherm beweegt, de gebruiker voelt plotseling een pulserend gevoel onder zijn vinger en op dat moment verschijnt er op magische wijze een knop op het scherm. Of de gebruiker volgt een voelbaar signaal dat zijn vinger over het scherm leidt naar waar de knop zich bevindt. Nieuwe technologie die is ontwikkeld door professor Stefan Seelecke en zijn onderzoeksteam bij het Intelligent Material Systems Lab aan de Universiteit van Saarland en bij ZeMA (Center for Mechatronics and Automation Technology) in Saarbrücken maakt het mogelijk knoppen te verschijnen en te verdwijnen op elk punt op het touchscreen van een IT-apparaat. Door trillingen op te wekken, pulsen of individuele schokken die worden gevoeld door de vingertop van de gebruiker, het scherm kan de vinger van de gebruiker naar een virtuele knop op elke gewenste locatie op het scherm leiden. Deze nieuwe functionaliteit opent een hele reeks mogelijkheden voor computerspelletjes, voor zoekopdrachten op internet en voor navigatieapparatuur.

De basis voor deze nieuwe generatie displays is een nogal onopvallend uitziend vel siliconenfilm - niet veel anders dan een stuk huishoudfolie. "Het materiaal waarvan de film is gemaakt, staat bekend als een diëlektrisch elastomeer, " legt professor Stefan Seeecke uit, wiens groep talloze onderscheidingen heeft ontvangen op internationale conferenties voor hun werk aan deze films.

De ingenieurs in het team van Seeecke printen een elektrisch geleidende laag op een extreem dun polymeermembraan. Hierdoor kunnen ze een elektrische spanning op de film aanbrengen. Omdat de film 'elektroactief is, ' het trekt in de ene richting samen en zet uit in de andere wanneer er spanning op wordt gezet. "Als gevolg van elektrostatische aantrekkingskrachten, de polymeerfilm kan, bijvoorbeeld, verticaal worden geperst, waardoor het naar buiten uitzet, " legt Steffen Hau uit, een doctoraat ingenieur die in het team van Seelecke werkt. Als de onderzoekers het elektrische veld veranderen, de film reageert door complexe choreografieën uit te voeren en produceert tactiele signalen die variëren van hoogfrequente oscillaties tot pulserende bewegingen zoals een hartslag of continue variabele buigbewegingen. Het prototypesysteem dat het onderzoeksteam op de Hannover Messe presenteert, combineert hun nieuwe elektroactieve film met het touchscreen van een smartphone. Hierdoor kunnen niet alleen virtuele knoppen op het scherm van de telefoon worden gemaakt, het opent een hele reeks extra schermfuncties.

Met behulp van intelligente algoritmen, het team van Saarbrücken kan een stuk polymeer omvormen tot een technisch onderdeel waarvan het gedrag nauwkeurig kan worden gecontroleerd. "We gebruiken de film zelf als positiesensor en dit geeft sensorische eigenschappen aan het scherm. Er zijn geen andere sensoren nodig, ", zegt Steffen Hau. Het onderzoeksteam kan elke verandering in de positie van de film precies toewijzen aan een verandering in de capaciteit van de film. "Dit betekent dat we altijd precies weten hoe de film op een bepaald moment vervormt. Door de capaciteit van het diëlektrische elastomeer te meten, we kunnen de exacte hoeveelheid mechanische vervorming in de film afleiden. Door de aangelegde spanning te veranderen, we kunnen de vorm van de film precies bepalen, " legt Dr. Hau uit. Elke gewenste bewegingsreeks kan in de besturingseenheid worden berekend en geprogrammeerd.

"Aangezien deze technologie niet afhankelijk is van zeldzame aardmetalen of koper, het kan goedkoop worden vervaardigd, het verbruikt zeer weinig energie en de polymeerfilms zijn verbazingwekkend licht, ", voegt professor Seeecke toe. Het werk dat in de Seelecte-groep wordt gedaan aan deze vervormbare elektroactieve polymeren is toepassingsgericht onderzoek. Tijdens de Hannover Messe, de ingenieurs van Saarbrücken gaan op zoek naar commerciële en industriële partners met wie ze hun systeem kunnen ontwikkelen tot verkoopbare producten.