De kleinste pixels die tot nu toe zijn gemaakt - een miljoen keer kleiner dan die in smartphones, gemaakt door lichtdeeltjes op te sluiten onder kleine gouden rotsen - zou kunnen worden gebruikt voor nieuwe soorten grootschalige flexibele displays, groot genoeg om hele gebouwen te bedekken.

De kleurenpixels, ontwikkeld door een team van wetenschappers onder leiding van de Universiteit van Cambridge, zijn compatibel met roll-to-roll fabricage op flexibele plastic films, hun productiekosten drastisch verlagen. De resultaten worden gerapporteerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .

Het is een lang gekoesterde droom om de van kleur veranderende huid van octopus of inktvis na te bootsen, mensen of objecten laten verdwijnen in de natuurlijke achtergrond, maar het maken van flexibele beeldschermen met een groot oppervlak is nog steeds onbetaalbaar omdat ze zijn opgebouwd uit zeer nauwkeurige meerdere lagen.

In het midden van de door de Cambridge-wetenschappers ontwikkelde pixels bevindt zich een klein deeltje goud van enkele miljardsten van een meter breed. De korrel zit bovenop een reflecterend oppervlak, licht vangen in de opening ertussen. Om elke korrel zit een dunne plakkerige laag die chemisch verandert als hij elektrisch wordt geschakeld. waardoor de pixel over het hele spectrum van kleur verandert.

Het team van wetenschappers, uit verschillende disciplines, waaronder natuurkunde, chemie en productie, maakte de pixels door vaten met gouden korrels te coaten met een actief polymeer genaamd polyaniline en ze vervolgens op flexibel, spiegelgecoat plastic te spuiten, om de productiekosten drastisch te verlagen.

De pixels zijn de kleinste die tot nu toe zijn gemaakt, een miljoen keer kleiner dan de typische smartphonepixels. Ze kunnen worden gezien in fel zonlicht en omdat ze geen constante stroom nodig hebben om hun ingestelde kleur te behouden, een energieprestatie hebben die grote gebieden haalbaar en duurzaam maakt. "We begonnen ze te wassen over gealuminiseerde voedselpakketten, maar toen ontdekte dat spuitbussen sneller gaan, ", zei co-hoofdauteur Hyeon-Ho Jeong van het Cavendish Laboratory in Cambridge.

"Dit zijn niet de normale instrumenten van nanotechnologie, maar dit soort radicale aanpak is nodig om duurzame technologieën haalbaar te maken, " zei professor Jeremy J Baumberg van het NanoPhotonics Centre in het Cavendish Laboratory in Cambridge, die het onderzoek leidde. "De vreemde fysica van licht op nanoschaal maakt het mogelijk om te schakelen, zelfs als minder dan een tiende van de film is bedekt met onze actieve pixels. Dat komt omdat de schijnbare grootte van elke pixel voor licht vele malen groter is dan hun fysieke gebied bij het gebruik van deze resonerende gouden architecturen."

De pixels kunnen tal van nieuwe toepassingsmogelijkheden mogelijk maken, zoals beeldschermen op gebouwformaat, architectuur die de zonnewarmtebelasting kan uitschakelen, actieve camouflagekleding en coatings, evenals kleine indicatoren voor komende internet-of-things-apparaten.

Het team werkt momenteel aan het verbeteren van het kleurengamma en zoekt partners om de technologie verder te ontwikkelen.