Imagens holográficas tridimensionais e displays que flutuam fora da tela têm tido um lugar especial no coração da ficção científica desde o pedido de ajuda entregue por R2-D2 em Star Wars.
O sucesso do filme em 3D Avatar, de James Cameron, gerou um interesse enorme em interfaces flutuantes, flexíveis e em alta definição pelo mundo afora.
Na verdade, o sonho de exibir oticamente um objeto em 3D tem sido um dos motores da revolução das tecnologias de display há mais de uma década.
Hoje em dia, a maioria das imagens em 3D só pode ser vista com óculos especiais, mas a receita gerada por essa indústria bateu US$93.21 bilhões (quase o dobro do mercado global de energia solar), e espera-se que chegue a US$279.27 bilhões até 2018.
Telas Hi-tech
Pesquisas em nanotecnologia contribuíram muito para o avanço do desenvolvimento de devices de exibição. O grafeno, uma camada de um átomo de carbono de espessura que rendeu o Nobel de Física em 2010 para os físicos Andre Geim e Konstantin Novoselov, vem ganhando os holofotes como um dos principais componente de acessórios eletrônicos flexíveis.
Devido às suas fascinantes propriedades eletrônicas e ópticas, além da alta resistência mecânica, o grafeno tem sido usado principalmente em telas sensíveis ao toque de aparelhos móveis.
Esse avanço tecnológico conseguiu tirar coisas como relógios, headsets e monitores cardíacos inteligentes do reino da ficção científica e levá-los para a realidade, apesar da tela ainda ser plana.
Entretanto, acessórios de exibição, especialmente os com display flutuante, vão continuar sendo uma das maiores tendências da indústria, a qual prevê-se que vá dobrar a cada dois anos e valer mais de US$12 bilhões de dólares até o fim de 2018.
Imagens em 3D Sem Óculos
Em um artigo publicado hoje na Nature Communications, mostramos como a tecnologia torna possível displays em 3D flutuante totalmente coloridos e com grandes ângulos de visualização em materiais baseados em grafeno. Um dia isso vai permitir a transformação de acessórios eletrônicos em displays 3d flutuantes.
Um display flutuante de grafeno é baseado no princípio da holografia concebido por Dennis Gabor, que ganhou o Nobel de Física em 1971. A ideia de holografia óptica fornece um método revolucionário de gravar e exibir tanto a amplitude e a fase tridimensional de uma onda ótica que vem do objeto em questão.
A criação de displays 3D flutuantes em alta definição se baseiam em uma tela holográfica digital composta de vários pixels pequenos.
Esses pixels curvam a luz que carrega a informação a ser mostrada. O ângulo da curvatura é medido pelo índice de refração do material da tela, de acordo com a correlação holográfica.
Quanto menor for o índice dos pixels, maior vai ser o ângulo assim que a luz passar pelo holograma. O tamanho nanoscópico desses pixels é muito importante para que a imagem 3D possa ser vista de vários ângulos.
O processo é complexo, mas o principal é controlar o aquecimento da fotorredução dos óxidos de grafeno, que são derivados do grafeno puro e muito parecidos estruturalmente, mas que contém grupos de oxigênio junto ao carbono.
Durante o processo, pode-se criar uma mudança no índice de refração. Desse modo, pudemos criar pixels com índices refrativos holograficamente relacionados em uma escala nanométrica.
A nossa técnica permite que os objetos tridimensionais flutuantes sejam vistos de maneira vívida e natural em ângulos de até 52 graus.
O resultado representa uma melhoria uma ordem de magnitude maior do que os displays holográficos 3D de hoje em dia, baseados em moduladores de fase de cristal líquido, que só funcionam em alguns poucos graus.
Além disso, a mudança constante do índice de refração através do espectro da luz visível permite que as imagens em 3D tenham todas as cores originais.
Começando com Pouco
Até agora, o display de grafeno só consegue criar imagens de, no máximo, 1cm, mas a escala da tecnologia pode ser aumentada ilimitadamente.
Por causa da excelente resistência mecânica de materiais de grafeno, a nossa técnica é capaz de ajudar na transição de 2D para 3D nos acessórios eletrônicos.
Estima-se que displays 3D de grafeno capazes de produzir imagens de dezenas de centímetros, o tamanho perfeito para tecnologias portáteis, estarão disponíveis em menos de 5 anos.
Essa tecnologia pioneira também tem uso potencial nos setores militar, médico, de entretenimento e até de educação a distância.
O princípio que demonstramos poderia impelir a criação de componentes holográficos versáteis e providenciar ma base para o ascendente desenvolvimento de marcações anti-falsificação, códigos de identificação e muito mais.
Fonte: IFLScience
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