Создан сенсорный дисплей, не требующий прикосновений

Благодаря сенсорным экранам наших смартфонов, планшетов и портативных компьютеров, прикосновение к экрану стало доминирующим методом взаимодействия человека с компьютером, потеснив с этого места перемещение указателя и щелчков кнопками компьютерной мыши. И исследователи из Института Макса Планка (Мюнхен, Германия) сделали еще один шаг на пути дальнейшего развития сенсорных технологий: созданное ими сенсорное покрытие TPI (touchless positioning interface) для своей работы не требует непосредственного прикосновения пальца к поверхности дисплея.

Технологии сенсорных дисплеев, не требующих прямых прикосновений к поверхности, разрабатываются достаточно давно. Они могут решить несколько основных проблем: проблему механического износа поверхности, проблему переноса болезнетворных микроорганизмов через дисплеи, установленные в общественных местах и массу других схожих проблем. Однако, все что было создано в этом направлении ранее не обладает необходимыми характеристиками, в частности, быстродействием. Некоторым системам требуется несколько секунд для того, чтобы обнаружить поднесенный к поверхности палец человека.

Германские исследователи использовали в своей разработке сверхвысокочувствительный датчик влажности, который способен зарегистрировать даже то крошечное количество воды, испаряющейся из пота, выделяющегося на кончике пальцев. А дополнительную информацию дают специальные наноструктуры, которые усеивают поверхность материала и изменяют свой цвет в ответ на приближение пальца человека.

В материал, из которого изготовлены наноструктуры, богат сложным химическим соединением HnSbnP2035, xH20 (phosphatoantimonic acid), которое интенсивно поглощает молекулы воды, сильно увеличиваясь при этом в размерах. Более того, каждая поглощенная молекула воды увеличивает удельную электрическую проводимость, что используется электронной системой в качестве основного сигнала о приближении пальца к поверхности.

Изменение геометрических размеров наноструктур изменяет оптические свойства материала, который начинает отражать свет строго определенной длины волны. И, в зависимости от расстояния между пальцем и поверхностью, цвет поверхности может изменяться от красного до синего, служа индикатором того, что сенсорный экран воспринял приближение пальца и может распознавать его движения. Изменение цвета - это полезный дополнительный индикатор, но вся прелесть разработанной технологии заключается в ее быстродействии. В отличие от других подобных технологий, новая сенсорная поверхность реагирует на приближение пальца в течение нескольких миллисекунд.

Немецкие исследователи признают, что до уровня полной готовности их сенсорной технологии пройдет еще немало времени. Во-первых, им необходимо упростить процесс изготовления, сделав его подходящим для условий массового производства. Во-вторых, потребуется разработка специального защитного покрытия, которое позволит сохранить в целостности наноструктуры от разрушения в результате непредвиденного контакта с пальцами человека или с другими предметами. Кроме этого, защитное покрытие не должно влиять на свойства материала поверхности, на основе которых и работает новая сенсорная технология.