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生物化柱

Qualcomm的蝴蝶启发展示可以为您的油漆做些什么

想象一下,你住在一个世界消费者选择的轨迹接近其天顶的世界里。信息,寄托和庇护所甚至可以被个人选择和调整,并在社区内协调,如果不是最佳的好的,至少可以获得最小冲突。

大多数您将接触的对象将是“智能:”调整您的功能,而不是另外的方式。在您的家中,椅子将重新形成纯粹的脊柱结构,房间分隔符到您的空间需求,为您的偏好,适用于太阳或阴影,室内或室外,封闭或开放,女王安妮或现代人的偏好。

也许你家的一个特征是颜色的,也许你对餐厅墙壁上的深勃艮第不满意。在我们想象的(而不是那么遥远的)未来,您可以在灯开关中改变,从上传图像中选择一个来自颜色轮的新色调,或者是一个复杂的Tpromp L'OEIL。

当然,墙面的表面必须与当前的换衣器和丙烯酸涂料的组合完全不同。对于创造新颜色的创造是非常不同的,对于像涂料一样的颜色的颜色的反射将非常不同。

新方法将弯曲撞击墙面的光......几乎。像彩虹一样,你的新墙会破坏它上面的白光,并选择性地闪耀你想要的颜色,你想要它们。惊人?奇妙?不可能的?

实际上它现在正在经常完成,这个过程与其自然灵感,甲虫,蝴蝶和鸟类不同。它被称为结构颜色,并负责在Morpho蝴蝶中看到的辉煌色调,或甲虫壳的油印颜色,或许多鸟羽毛的一些彩色颜色。

当白光由不同波长的颜色组成时,闪耀在这些生物中的任何一个,它撞击了卷曲的表面。在波长刻度下表面均匀,则光线将用其所有组件颜色和它们的签名波长反射光。这会产生所谓的“白色”光。

然而,Morpho蝴蝶翼表面是均匀的。它是由微小的鳞片制成,又有脊,具有倾斜的搁板。我们的白光以不同的深度撞击该纳米架的架子,因此其不同的组件颜色正在反弹不同的距离,因此在不同的时间抵达。换句话说,这些搁架以不同的速度反射不同的颜色波长。

就像双重荷兰游戏中的跳绳一样,一些反射颜色同步或相位,有些反射的颜色是没有。那些不会互相取消的人;这被称为“干扰”。那些阶段的人将使甚至更加明亮。孔雀羽毛的强烈颜色是一个很好的例子。

高通公司的MEMS技术单位已经设计了一种方法来模仿这个过程,他们已经品牌了“米拉索尔”技术。它们已将其应用于移动设备的显示屏,但似乎没有理由其应用不能更广泛。

MEMS单位赞助我的课程。伯克利这个春天,我很感激,但我没有义务在这里为他们写广告。他们的产品值得了解,因为它是直接观察自然的罕见例子和对有用产品的聪明翻译。像所有这样的创新一样,它并不容易,便宜,也不快。

图1当然,蝴蝶翼与电子显示器的基板完全不同,因此可以比较两个“技术”是有用的。

首先,效果的终极结果不一样。性选择和繁殖,物种内部通信和伪装似乎是蝴蝶颜色的主要功能。

例如,在某些物种中,颜色信号在旁观者的眼睛中。通过捕食者被他们的视线所限制的捕食者被认为是背景绿色的,而其他蝴蝶可以看到明亮(线性偏振)的蓝色。'非常方便的生存特质。

其次,建筑中使用的材料和方法是完全不同的。在蝴蝶中,从狼阶段开始,从翼上皮中的个体细胞形成重叠鳞片层。这些细胞压平,细长,然后在它们的表面上发育图案化结构。越来越多的细胞将这些角质层结构分泌为使得随着细胞死回机翼的上皮而硬化的液体。研究人员认为,弹性屈曲是实现在某些物种中干扰波长所必需的时间的关键。其他物种种植半质网的三维网络以形成光子晶体。一般结果是相同的。

在鳞片上形成的图案是各种系列的脊和横向脊,多达10-12层的“架子”。几丁质架和空气空间之间的间距在0.5至5微米的范围内,并且这些间隙的比例是与颜色波长的关键匹配。几丁质是无脊椎动物世界中的坚硬材料,一种衍生自葡萄糖的长链聚合物。

当然,硬件工程师的目标与蝴蝶的目标截然不同。在竞争激烈的视觉展示市场中,竞争技术似乎坐在失控的成功和默默无闻之间的边缘。一个系统的优点似乎与局限性平衡。

例如,液晶显示器(LCD)很明亮,但电力饥饿。电泳(电子墨水)显示器使用较少的功率,但慢慢刷新,并不确定它们是否能够在低功率上支持视频颜色。开发人员的主要问题是静止和运动图像的能源使用,可见性和一致的颜色;一切都必须以低成本为用户接受的形式。

高通公司使用所谓的imod(干涉测量调制)技术来创建其颜色。在普通的英语中,该技术精确调整通过干扰彼此来取消的颜色波长。剩下的颜色是您将看到的。

要做这两块板夹在它们之间微小的分离。玻璃基板上的薄膜叠层高于悬浮的反射膜。当通过阵列运行电荷时,阵列静电吸引将板簧带在一起。所有浅色都被吸收,你看到黑色。

然而,当电荷被释放时,三个宽度间隙结果中的一种,对应于红色,绿色或蓝色波长。将这些所示颜色组合在像素阵列中可以创建所需的任何颜色。这些板间隙可以一千倍调整一千倍。该技术是双稳态的,因此使用低功率;能量用于进行更改但不保持状态。

我指出了我的学生,这项技术并不试图重新创建上皮,但工程师已经抽象了蝴蝶色现象的原则,并应用可实现的方法和材料产生相同的效果。在这种情况下,硅晶片工业的制造过程用于很大的优势。

因为它是模块化的(另一个大自然的课程),它看起来很可扩展,我可以看不到为什么它不能最终使用它来改善伦敦管中的WATFINDING,或者在海上船舶的紧急信令,或者化学植物中的检测警告。

更戏剧性的,但也许更重要的是这种技术可以在我们目前的抛弃文化转向转向返回更耐用的商品的角色。正如我的前承包商对我对我家里的一些东西说,“很多事情都不会磨损;他们”丑陋“。”

如果我们可以保持他们的颜色明亮并随意改变它们,我们会遵循多年的物体百分比百分比可以肯定的是,硅晶片行业不知道是最便宜的,或者最环保的,但也许这两条绿色的绿色会在董事会图表中见面。

IMOD技术的生物启发技术创新是毫无疑问,令人印象深刻的壮举,但它仍有普遍的普遍性(和经济成功)是多么普遍。猫爪子和弹射器的作者史蒂文Vogel提醒了我,最近,设计历史与创新中的“A”的产品的例子乱窜,而是市场上的“F”。

“在各种场合,一些奇妙的聪明,疏忽的技术都采取了外观,有时在吸收相当一堆开发资金之后,”Vogel说。“那么该设备再次作为时间和地点的完全经济失败消失。生物摩托医生的道德是,巧妙的自然设备的仿真不属于和本身,带回家()培根。”

他继续列出Brunel的气动铁路,Flettner船,超音速运输平面,斯特林发动机和模拟计算机。

就个人而言,我认为imod技术将坚持下去;由于任何一个有限市场的变幻莫测,它被遗弃了太有益。此外,我想在我想要的时候更换我的餐厅的颜色。不是吗?

照片CC执照生态异教徒

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