لوحة لمس شفافة وتعمل حتى عند ثنيها أو تمديدها
لوحة لمسٍ جديدة شفافة ومرنة قادرة على تحسس لمسة إصبع حتى عندما تكون الأداة متمددة أو مطوية، الأمر الذي قد يساعد المهندسين في يوم من الأيام على تصميم شاشاتٍ متقدمةٍ تعمل باللمس يمكن ارتداؤها، وقفًا لدراسة جديدة.
على نحوٍ متزايد، يطور الباحثون حول العالم إلكترونياتٍ مرنة، مثل شاشات العرض، والكاميرات، والبطاريات، وألواح الطاقة الشمسية، ويقول الباحثون أن هذه الأجهزة يمكن أن يتم دمجها في يومٍ من الأيام مع الأطراف الصناعية أو حتى مع جسم الإنسان.
طور سابقًا العلماء شاشات العرض المرنة التي تعمل باللمس اعتمادًا على مواد مثل أنابيب الكربون النانوية وأسلاك الفضة التي لا يتجاوز عرضها عدة نانو مترات – واحد على البليون من المتر – ومع ذلك، فإن هذه الأجهزة كانت تواجه صعوبةً لتعمل بشكلٍ جيد عندما يتم تمديدها، كعدم قدرة المادة على التمييز بين اللمسة من الإصبع وتمدد البنية نفسها.
قام الباحثون الآن بتطوير لوحة لمسٍ جديدة ومرنة قادرة على معرفة الاختلاف بين اللمس والتمدد. علاوة على ذلك، فإن هذا الجهاز شفافٌ أيضًا، مما يوحي بإمكانية إرفاقه بشاشة عرض مرنة لخلق شاشة عرض مرنة تعمل باللمس.
وقال الأستاذ صاحب الدراسة جون مادين (John Madden)، وهو مهندس كهربائي في جامعة كولومبيا البريطانية في فانكوفر في كندا: “هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها صناعة جهازٍ إلكتروني شفاف وحساس للمس قادرٍ على اكتشاف لمسة الإصبع عندما يكون الجهاز متمدد أو مطوي”.
الجهاز الجديد مصنوع من الهيدروجيل، الذي يشابه هيكليًا المواد التي تصنع منها العدسات اللاصقة المرنة عادةً.
وقال مادين (Madden) للايف ساينس (Live Science): “في كثير من الأحيان عندما يفكر الناس في المواد الهلامية، يعتقدون بأنها لينة وضعيفة، كالهلام القابل للأكل، الذي يتم إضعافه بهدف جعله قابلًا للمضغ”، وأضاف: “ولكن الناس قاموا بتطوير هذه المواد الهلامية المتينة للغاية لتحلَّ مكان الغضاريف، والبعض من هذه المواد قابلةٌ للتمدد بعامل تمددٍ يصل إلى 20 مرة أو أكثر.”
وقال الباحثون، من خلال إضافة الملح إلى هيدروجيل الماء المشبع، يمكن للأيونات المشحونة كهربائيًا أن تتدفق داخل الهيدروجيل مولدةً مجالًا كهربائيًا حوله. وعندما يصبح الإصبع قريبًا من الهيدروجيل، فإنه يتفاعل مع الحقل الكهربائي بطريقةٍ تجعل الٌأقطاب المثبتة ضمن الهيدروجيل قادرةً على اكتشافه.
وهذه الإشارات يمكن تمييزها بسهولةٍ عن تلك التي تتولد عن ثني الهيدروجيل.
قام العلماء بحقن الهيدروجيل داخل سيليكون مطاطي، وقاموا بتكوين لوحة لمسٍ شفافة مساحتها 1.2 إنش (3 سم)، مزودةٍ بـ 16 زر مساحة كل زر منها 0.2 إنش (5 مم).
احتفظت المنظومة بقدرتها على الاستشعار حتى عند تمديدها أو ثنيها، كما أنها قادرةٌ على احتمال الملوثات البيئية كانسكاب القهوة، وذلك فقًا للدراسة.
وقال الباحثون أن لوحة اللمس الشفافة قادرة على اكتشاف عدة أصابع في نفس الوقت، الأمر الذي يُعدُّ ضروريًا لعملية التكبير النموذجية في الهواتف الذكية.
وأشار العلماء بأن المواد المستخدمة لصناعة جهازهم ستكون بتكلفة 1 دولار لكل 10.75 قدم مربع (10 متر مربع) ورخيصة من حيث تكاليف التصنيع.
وقال مادين (Madden): “يمكنك وضعها على عددٍ كبير من الأشياء”، وأضاف: “إنها تفتح المجال لصناعة أجهزة يمكن إرتداؤها، أو جلدٍ ذو ذكاءٍ صناعي، أو وضعها تحت سجادةٍ للكشف عن سقوط شخصٍ كبير في السن.”
ويضيف مادين (Madden): ” يمكن للباحثين في المستقبل تجربة جعل لوحات اللمس أطول عمرًا وقابلةً للتمدد.” ونشر العلماء تفاصيل ما توصلوا إليه على الإنترنت في مجلة التقدم العلمي (Science Advances).
المقال الأصلي في: العلم المنقول مباشرةً (Live Science).
ترجمة: مجد ميرو
تدقيق: بدر الفراك
المصدر
