Рынок дисплеев уже какой год продолжает свой стремительный рост. Это обстоятельство, в свою очередь, подогревает интерес исследователей к поиску новых технологических решений. Довольно интересный подход был предложен коллективом китайских ученых, в основе которого лежат магнитные микрокапсулы, состоящие из магнитных монодисперсных наносфер Fe3O₄/PS, инкапсулированных в оболочку из УФ-отверждаемого полимера (ETPTA), которые были получены методами микрофлюидики.

Все дело в том, что монодисперсные магнитные коллоидные кристаллы, образующие в растворе неплотно упакованные упорядоченные структуры, могут изменять свой цвет в зависимости от интенсивности прикладываемого магнитного поля за счет изменения расстояния между частицами. Однако проблема устойчивости, слабого отклика и невозможности получать излучение во всем видимом диапазоне оставались ключевыми проблемами, стоящими перед исследователями. Частично эти проблемы решены в обсуждаемой статье.

Рис. 1. Схематическое изображение установки, использованной для получения микрокапсул. Для подачи исходных растворов использовались три шприца, а для смешивания различных фаз использовались Т-образные переходники. После получения конечного продукта, он подвергался УФ-отвердеванию в чашке Петри в течение 15 минут.

В частности, по утверждениям ее авторов, им удалось решить проблему отклика, благодаря высокому содержанию магнитного материала и узкому распределению сфер по размерам, а их устойчивость обеспечивается оболочкой ETPTA. Кроме того, любопытным обстоятельством является слабая зависимость наблюдаемого цвета массива, составленного из «пикселей» микрокапсул, от угла обзора, обычно наблюдаемая в таких устройствах.

Рис. 2. а) СЭМ-микрофотография магнитных наносфер, инкапсулированных в микрокапсулы. Масштаб на вставке 200 нм b) Распределение по размерам магнитных наносфер.

Для получения конкретных изображений (например, букв) авторы статьи прикладывали «структурированное» магнитное поле. В области дисплея, соответствующей форме магнита, «пиксели» меняют свой цвет, благодаря прикладываемому магнитному полю, в то время как остальная область дисплея оставалась неизменной. После «выключения» поля, дисплей возвращался к своей первоначальной конфигурации.

Рис. 3. Демонстрация практического применения массива полученных микрокапсул. Магнитное поле, прикладываемое к дисплею, структурировано в виде букв S, E и U. Масштаб 4 мм. На вставках изображены магниты.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Cun Zhu, Wenyu Xu, Liangshui Chen, Wendong Zhang, Hua Xu, Zhong-Ze Gu Magnetochromatic Microcapsule Arrays for Displays. – Advanced Functional Materials. – DOI: 10.1002/adfm.201002296; first published online: 15 MAR 2011.