在夏日的夜晚,蛾子在月光下翩翩起舞,它们的眼睛虽然被月光浸透,却不会反射光芒。这一自然现象不仅令人着迷,更激发了科学家们的灵感,有望帮助我们在明亮的阳光下更清晰地查看手机屏幕。
本研究的重点发现
一项发表在《Optica》杂志上的新研究,由美国中佛罗里达大学的Shin-Tson Wu教授领导,提出了一种模仿蛾眼结构的显示涂层技术,这种技术能够显著降低屏幕的反光率,使数字设备在强光下更易于阅读。蛾眼的特殊结构能够减少光线的反射,这一发现为开发新型低反光电子显示屏提供了新思路。
研究团队首先分析了蛾眼的微观结构。蛾眼表面覆盖着许多微小的、均匀的凸起,这些凸起能够逐渐弯曲(或折射)入射光线。光线在这些凸起之间发生干涉,相互抵消,从而使眼睛看起来暗淡无光。基于这一原理,Wu教授和他的同事们在台湾国立大学创建了一个类似蛾眼表面的二氧化硅模具,并用它来制造一种坚硬的、有凹坑的涂层,这种涂层可以应用于柔性薄膜上。
尽管这些凹坑是凹面的,与蛾眼上的凸起相反,但它们以相同的方式防止了眩光。在测试中,这种材料的反射率低于1%,显示出极低的反光特性。
这项研究的主要挑战在于成本问题。英国南安普顿大学研究半导体器件制造的Stuart Boden教授(未参与这项研究)指出,大规模采用这种方法的主要障碍是其成本。Wu教授希望找到商业合作伙伴来扩大这项技术的应用规模。
这项研究不仅展示了自然界在技术创新中的潜力,也为未来的显示技术发展提供了新的方向。通过模仿蛾眼的独特结构,科学家们有望开发出更高效、更环保的无反光屏幕,这对于户外工作者、驾驶员以及任何需要在强光下使用电子设备的人来说都是一个巨大的福音。
出处:Shin-Tson Wu, et al., "Insect-inspired nonreflective coating for electronic displays," Optica, published online [date]. DOI: [DOI number].
这篇文章基于《Scientific American》杂志上的文章《Learning from Nature: Moth Eyes Inspire Nonreflective Screen Coating》撰写