سطوح تعاملی به یک بعد کاملا جدید از انعطاف پذیری وارد می‌شوند

 

 

 
توضیح تصویر: (چپ) دید کلی سیستم، (راست) مثال نشان دهنده حرف S
 
یک سطح "تعاملی" به یک سطح رابط اشاره دارد که ورودی و خروجی آن از یک سطح مشترک بهره می برند که می تواند به صورت حسی با انگشتان کنترل شود. با این حال، نمایشگرهای چند لمسی معمولی، مانند صفحه نمایش کریستال مایع (LCD)، تنها می توانند اطلاعات دو بعدی فراهم آورند، که این عبارات و تعاملات با چنین صفحه نمایشی را به سطح محدود می کند. سیستم های نمایش سه بعدی بدیع برای مقابله با چنین محدودیت هایی پیشنهاد شده است.
 
محققان دانشگاه اوزاکا یک صفحه نمایش انعطاف پذیر لوله ای جدید را پیشنهاد می دهند که قادر به گرفتن شکل های مختلفی است. اطلاعات توسط به جریان انداختن سیالات رنگی از طریق لوله و کنترل موقعیت ها و طول قطرات بیان می شود. انعطاف پذیری لوله باعث می شود که لوله را در اطراف سطح یک شی‌ء قرار دهیم و اطلاعاتی را در سطح آن ارائه دهیم که دشوار است بر روی یک صفحه نمایش دو بعدی استاندارد بیان شوند.
 
این تیم موفق به ترکیب دقیق مایعات دو فازی با آب رنگ و هوا از طریق یک پمپ شد تا قطرات آب رنگی با اندازه و فاصله مشخصی از یکدیگر ایجاد شود. به سادگی با خم کردن لوله، می توان از آن به عنوان یک صفحه نمایش پوشیدنی در اطراف بازو یا به عنوان علامت های دیجیتال در اطراف ستون استفاده کرد. علاوه بر این، این سیستم می تواند به آسانی نوع اطلاعات را با تغییر نوع مایع در جریان در لوله، تغییر دهد.
 
هوا به عنوان سیال شفاف در این تحقیق تصویب شد، در حالی که آب رنگی به عنوان سیال رنگی استفاده شد. به منظور کنترل دقیق اندازه ها و فاصله های بین قطرات رنگی، سیستم طبیعت جریان حلزونی را اعمال می کند، که پدیده‌ای است که در آن دو مایع از فاز های مختلف به طور متناوب جاری می شوند در حالی که در عین حال از یکدیگر جدا هستند. از آبهای دارای رنگهای زرد و قرمز و سفید و چند رنگ دیگر برای تولید قطرات رنگی انتخاب شده و ارائه اطلاعات رنگی مختلف به عنوان صفحه نمایش استاندارد استفاده می شود. برای اتصال و مخلوط کردن مایعات همچنین از یک اتصال دهنده شش طرفه استفاده می شود.
 

 

اعتبار: دانشگاه اوزاکا
 
به سادگی با خم کردن لوله، می توان از آن به عنوان یک صفحه نمایش پوشیدنی در اطراف بازو یا به عنوان علامت های دیجیتال در اطراف ستون استفاده کرد. علاوه بر این، این سیستم می تواند به آسانی نوع اطلاعات را با تغییر نوع مایع در جریان در لوله، تغییر دهد. علاوه بر استفاده از آن به عنوان یک صفحه نمایش استاندارد که از آب رنگی استفاده می کند، می توان آن را به عنوان یک صفحه نمایش حسگر گرما با آب های با درجه حرارت های مختلف مورد استفاده قرار داد. با جریان مایع لومینسنت، همچنین ممکن است اطلاعات را در یک محیط تاریک فراهم آورد، مثلاً برای اطلاع از عابران پیاده در جاده ها در شب.
 
رهبر تیم Yuichi Itoh می گوید: "این سیستم به آسانی قابل نگهداری، جایگزینی و اصلاح است. ما امیدواریم که روش ما منجر به ایجاد یک محیط جدید فناوری اطلاعات شود و بازار ایجاد کند و مردم و اطلاعات را به هم متصل کند."
 

در یک عطسه یا سرفه، تعداد 40000 قطره ریز از دهان و بینی به هوا فرستاده می شود. محققان دانشگاه شهر هنگ کنگ  اخیرا یک روش برای جمع آوری قطرات کوچک مثل این قطرات را ابداع کرده اند که ممکن است به کاربرد در تشخیص باکتری های ایجاد کننده بیماری و جلوگیری از گسترش بیماری کمک کند.
 
مطالعه ای تحت عنوان "پمپاژ مستقیم آب و میکرو قطرات روغن در سطح لغزنده" به رهبری دکتر یو Xi، استادیار گروه علوم زیست پزشکی در CityU، اخیرا در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNAS) منتشر شده است. .قطرات در مقیاس میکرومتر (یک میلیونم متر) خواص بسیار متفاوتی از همتایان بزرگترشان، مثلاً قطرات اشک، دارند. اندازه کوچک و وزن آنها به معنی آن است که کشش طبیعی گرانش در حرکت آنها بی اهمیت است
 
حرکت میکرو قطرات روغن یا آب پایه بدون اعمال نیرویی خارجی در یک روش کنترل شده، می تواند در برداشت آب و تجزیه و تحلیل زیست پزشکی بسیار مفید باشد. اما کار با میکرو قطرات بسیار دشوار است. "قطرات در مقیاس میکرومتر (یک میلیونم متر) خواص بسیار متفاوتی از همتایان بزرگترشان، مثلاً قطرات اشک، دارند. اندازه کوچک و وزن آنها به معنی آن است که کشش طبیعی گرانش در حرکت آنها بی اهمیت است."
 
تلاش های دیگری برای جمع آوری قطرات کوچک انجام شده است. با این حال، انجام این کار به صورت کنترل شده و یا حرکت دادن یک قطره منفرد در یک جهت خاص، برای دانشمندان به صورت یک چالش باقی مانده است.
 

اما استراتژی نوآورانه تیم انتقال میکرو قطرات توسط پدیده هایی است که بهره برداری از فعالیت مویرگی در طبیعت را القا می کنند. نیروی مویرگی در انتقال آب و مواد مغذی در گیاهان اهمیت دارد. برخی از حشراتِ آب رو نیز در حین پیاده روی از نیروی مویرگی استفاده می کنند تا خود را روی سطح بالای آب نگاه دارند.
عمل مویرگی حرکت مایع در یک لوله باریک به علت کشش سطحی و نیروهای چسبندگی بین مولکول های مایع و لوله است. به عنوان مثال، بررسی یک لوله از آب با ذره بین نشان می دهد سطحی انحنا دار در بالای آب نزدیک به سطح لوله به علت نیروی مویرگی ایجاد شده است. علاوه بر این، عمل مویرگی ممکن است بر روی سطح منحنی عمل کند تا مایع را بدون نیاز به کمک و یا مخالفت با نیروهای خارجی مانند گرانش بالا بکشد.
 
در داخل آزمایشگاه، تیم دکتر یو از نیروی مویرگی برای انتقال میکرو قطرات در سطح لغزنده استفاده کرد. تزریق یک لایه نازک از روغن سیلیکون روی یک سطح پوشیده شده با مینی نقطه های هیدروژل، سطوحی منحنی را در اطراف نقاط ایجاد می کند. هنگامی که سطح با میکرو قطرات آئروسل اسپری شد، قطرات به علت نیروی مویرگی به سمت نقطه ها حرکت می کردند.
 
این استراتژی دارای مزایای متعددی است. تیم دکتر یو متوجه شد که این امر برای تمام قطرات مایع، از جمله آب و روغن قابل استفاده است در صورتی که با روغن تزریقی مخلوط نشده باشند. قدرت نیروی مویرگی با طول سطح منحنی تعیین می شود. بنابراین محدوده فاصله مؤثر برای یک میکرو قطره را می توان تخمین زد.
 
بر گرفته از سایت فیز اُرگ

مترجم: علی رضایی میر قائد