Nghiên cứu thành công giấy điện tử đa sắc siêu tiết kiệm năng lượng

Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Chalmers đã nghiên cứu thành công loại giấy điện tử đa sắc, sử dụng trong máy tính bảng, điện thoại.

Công nghệ mới sẽ biến các màn hình kỹ thuật số hiện nay trở nên mỏng như tờ giấy và dù để ở ngoài nắng vẫn có chất lượng hình ảnh hiển thị đầy đủ màu sắc giống như ở trong bóng mát. Điều đó cũng đồng nghĩa chúng ta dễ dàng đọc màn hình thiết bị ở bất cứ điều kiện ánh sáng nào mà không lo bị chói lóa.

Giấy điện tử đơn sắc trước đây đã được sử dụng trong Kindles và các màn hình kỹ thuật số truyền thống. Khi đó, văn bản hoặc hình ảnh hiển thị trên chúng được chiếu sáng bằng đèn nền nên tiêu tốn khá nhiều năng lượng.

Giấy điện tử mới đa màu sắc. (Ảnh: Đại học Công nghệ Chalmers).

Tuy nhiên, đối với loại giấy điện tử mới chỉ sử dụng một phần nhỏ năng lượng so với máy tính bảng và điện thoại thông minh, vì chúng không cần đèn nền để chiếu sáng. Bởi vì chúng có màn hình phản chiếu với các polyme dẫn điện phản xạ và hấp thụ ánh sáng xung quanh, như cơ chế mắt chúng ta xử lý thông tin trên giấy thông thường. Điều này cho phép các màn hình sử dụng năng lượng tối thiểu, dễ nhìn hơn và có thể gia công thành các dạng mỏng, linh hoạt hơn.

Trước đó, năm 2016 nhóm nghiên cứu của Đại học Công nghệ Chalmers đã giới thiệu một loại giấy điện tử đủ màu sắc, linh hoạt, mức tiêu thụ năng lượng giảm hơn 10 lần so với Kindle. Nó gồm các thành phần dẫn điện được đặt trên đỉnh của một bề mặt có pixel và sử dụng kết hợp các pixel màu đỏ, xanh lá cây cũng như xanh lam để tạo ra các màu khác nhau - nhưng chất lượng màu sắc kém hơn rất nhiều so với công nghệ hiện nay.

Công nghệ mới thực chất là thiết kế đảo ngược của chính các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Chalmers. Cụ thể, họ đã sử dụng một vật liệu xốp mới làm bằng trioxit, vàng và bạch kim làm thành phần dẫn điện, được đặt bên dưới bề mặt pixel thay vì trên bề mặt của nó như trước đây.

Thiết kế này giúp người dùng nhìn trực tiếp vào các pixel và kết quả rõ ràng hơn nhiều về màu sắc trên màn hình. Vì vậy, nhóm nghiên khẳng định màn hình mới vượt trội hơn các thiết bị đọc sách điện tử mới nhất trên thị trường cả về màu sắc lẫn độ sáng.

"Mục tiêu chính của chúng tôi khi phát triển giấy điện tử, hay còn gọi "màn hình phản chiếu" này, nhằm tìm ra các giải pháp bền vững, tiết kiệm năng lượng", giáo sư Andreas Dahlin, trưởng nhóm nghiên cứu nhấn mạnh. "Công nghệ mới này mức tiêu thụ năng lượng gần như bằng 0, vì chúng ta chỉ đơn giản là sử dụng ánh sáng của môi trường xung quanh".

Marika Gugole, Nghiên cứu sinh tại Đại học Công nghệ Chalmers, cho biết thêm, để màn hình phản chiếu có thể cạnh tranh với màn hình kỹ thuật số vốn tiêu hao nhiều năng lượng như hiện nay, thì hình ảnh và màu sắc phải được tái tạo với chất lượng cao như nhau. "Nghiên cứu của chúng tôi hiện cho thấy cách công nghệ có thể được tối ưu hóa, khiến nó trở nên hấp dẫn để sử dụng cho mục đích thương mại", Marika Gugole nói.

Băn khoăn lớn nhất của nhóm nghiên cứu hiện nay là công nghệ phải sử dụng các kim loại hiếm như vàng và bạch kim, dù rất ít. "Chúng tôi sẽ tinh chỉnh thiết kế để không còn phụ thuộc vào kim loại hiếm", giáo sư Andreas Dahlin chia sẻ.

Nghiên cứu đã công bố trên tạp chí Nano Letters.

Cập nhật: 14/07/2021 Theo VnExpress