И чего только ни придумают: оптический дисплей из воды и воздуха

В течение многих лет ученые ищут способы имитировать удивительную способность листа лотоса отталкивать воду. Лист лотоса «ненавидит» воду так сильно, что капли без всяких усилий скатываются с поверхности, оставляя ее чистой. Теперь международная команда исследователей с центром в финском Университете Аалто выступили с полностью новой концепцией записи и отображения данных на поверхности с помощью воды. Они использовали уникальное поведение захваченного слоя воздуха на водоотталкивающей поверхности с дуальной структурой, погруженной под воду.

Для максимального водоотталкивания, поверхность должна быть сверхгидрофобной: она должна иметь микроскопические поверхностные структуры, которые предотвращают смачивание, оставляя тонкий слой воздуха между водой и поверхностью. Когда такая поверхность погружается в воду, захваченный слой воздуха полностью ее покрывает.

Исследователи, возглавляемые д-ром Робином Расом (Robin Ras), изготовили поверхность со структурой в двух шкалах размера: микростолбиков, которые имеют размер 10 мкм, и нановорсинок, выращенных на столбиках. На такой двухуровневой поверхности слой воздуха может находиться в двух разных формах (состояниях смачивания), что соответствует двум шкалам размера. Исследователи обнаружили, что можно легко переключаться между этими двумя состояниями локально, используя форсунки, которые создают повышенное и пониженное давление в воде, что изменяет состояние воздушного слоя.

«Минимальная энергия, необходимая для переключения между состояниями, делает систему бистабильной, что является важным свойством устройств памяти, например. Однако имеется особенность, являющаяся более интересной: это резкий оптический контраст между состояниями благодаря изменению шероховатости на границе вода-воздух. Это делает поверхность бистабильным отражающим дисплеем.

Переключение опирается на изменение состояния только воздушного слоя, с самой поверхностью ничего не происходит. Она остается полностью сухой, без всяких следов перезаписи.

«Этот результат представляет первый шаг в создании несмачиваемых поверхностей как платформы для хранения и даже обработки данных», - сказал проф. Олли Иккала (Olli Ikkala).