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Svelato il primo display olografico estensibile
Uno dei grandi progressi nelle scienze dei materiali negli ultimi anni è stato lo sviluppo di metamateriali e metasuperfici con proprietà ottiche che non si trovano in natura. Questi materiali contengono elementi ripetuti che interagiscono con le onde elettromagnetiche per riflettere, piegare e distorcere la luce.
In questo modo, i ricercatori hanno costruito materiali con indice di rifrazione negativo, lenti a super risoluzione e persino mantelli dell'invisibilità. Lo stesso tipo di trucchi è possibile anche con le superfici riflettenti. I ricercatori hanno realizzato metasuperfici che agiscono come lenti piatte, generatori di fasci di vortici e persino come ologrammi generati dal computer.
E questo solleva una domanda interessante: quanto più lontano possono portare gli scienziati dei materiali questa tecnologia?
Oggi lo scopriamo grazie al lavoro di Stephanie Malek e compagni dell'Università della Pennsylvania a Philadelphia. Hanno stampato un ologramma su una metasuperficie e hanno mostrato come cambia quando il film viene allungato. Il lavoro indica la strada verso un nuovo tipo di display che cambia le informazioni visualizzate man mano che si allunga.
Le metasuperfici sono semplici in teoria. L'idea è che una serie di minuscole bacchette conduttrici possa influenzare il modo in cui la luce si riflette su di esse. Variando spazialmente l'orientamento delle aste, è possibile creare motivi nella luce riflessa. Da lì, è un semplice calcolo al computer per capire come disporre le aste conduttrici per creare un ologramma.
Il primo compito è creare una serie di nanobarre d'oro e incorporarle in una pellicola flessibile, in questo caso una sorta di polimero simile a una lente a contatto chiamato PDMA. Malek e colleghi lo fanno coprendo un wafer di silicio con plastica e quindi usando la fotolitografia per ritagliare il motivo desiderato.
Quindi ricoprono la plastica rimanente con l'oro e poi versano il PDMA sulla superficie in modo che formi uno strato che copre le barre d'oro e riempie gli spazi intermedi.
Infine, il team rimuove questo strato di PDMA, portando con sé le nanobarre d'oro. Il risultato è un sottile strato di PDMA contenente nanobarre d'oro nel modello che crea l'ologramma desiderato.
Malek e compagni si spingono un po' oltre creando un ologramma contenente due o più immagini che appaiono a diverse distanze dalla superficie. Quindi mostrano che l'allungamento dello strato cambia la distanza tra i nanorod, allargando gli ologrammi e modificando la loro distanza dal film.
Questo crea un effetto interessante. Chiunque guardi l'ologramma da una distanza specifica vede il primo ologramma trasformarsi nel secondo e poi tornare indietro mentre il film viene allungato e rilassato. Dopo lo stretching, questi dispositivi possono cambiare l'immagine olografica visualizzata tra più immagini distinte, affermano Malek e co.
Il team ha testato l'idea con una serie di ologrammi che mostrano uno seguito da due, un cerchio seguito da un quadrato seguito da un triangolo e così via.
E questo suggerisce che la tecnologia potrebbe essere utilizzata per un tipo di display completamente nuovo. Gli ologrammi della metasuperficie estensibile possono rivelarsi utili per applicazioni come la realtà virtuale, i display piatti e la comunicazione ottica, affermano Malek e altri, che hanno già dimostrato una metasuperficie estensibile che funziona come obiettivo zoom, aumentando l'ingrandimento di 1,7 volte mentre viene allungato.
Sembra che le metasuperfici siano finalmente vicine al mondo commerciale. Saremo interessati a vedere come questo e altri sviluppi appaiono sul mercato.
Rif: arxiv.org/abs/1702.03810 : Strain ologrammi di metasuperfici multiplex su un substrato estensibile