Исследователи Национального университета Сингапура создали электронное волокно, которое работает и как пиксель дисплея, и как сенсор прикосновения. Из него они сделали рукав с полноцветным экраном, который показывает изображения и видео, распознаёт нажатия и по беспроводной связи подключается к другим устройствам.
Материал остаётся гибким, пропускает воздух и переживает стирку, а разработчики назвали устройство первым в мире сенсорным дисплеем, встроенным прямо в одежду.
Экраны ноутбуков и планшетов представляют собой жёсткие плоские панели, а новая технология позволяет вплетать электронику прямо в ткань. В перспективе такая одежда сможет служить интерфейсом для общения с цифровыми устройствами и получения данных о здоровье без отдельного экрана.
Чтобы собрать дисплей, команда придумала способ соединять тысячи микрочипов с тонкими изолированными проводами. Лазер вскрывает нужные участки проводников, а расплавленный припой скрепляет компоненты в заданных точках.
Исследователи интегрировали больше 5 тыс. микрочипов и сделали свыше 20 тыс. электрических соединений.
Светодиоды и сенсорные элементы потом объединили в гибкое волокно методом термической вытяжки. Заготовку из нужных материалов нагревают и вытягивают в тонкую нить, сохраняя внутреннюю структуру.
Готовый провод имеет толщину около 1 мм, достигает 10 м в длину и работает одновременно как дисплей и сенсорная панель. Когда палец касается волокна, замыкается электрическая цепь, система определяет место касания и зажигает нужный пиксель.
Прототип собран из 54 волокон, и в каждом по 96 светодиодов. Вместе они дают экран на 96x54 пикселя размером 168x105 мм, который обновляет изображение с частотой 30 кадров в секунду и поддерживает глубину цвета 8 бит. Каждое волокно управляется по своему каналу, поэтому поломка одной линии не выводит из строя весь экран. Дисплей к тому же распознаёт несколько касаний одновременно.
Кроме волокон с пикселями, в рукав вплели отдельные нити с датчиком звука, динамиком и другими датчиками. Они отслеживают движения, определяют направление на магнитный север, измеряют температуру и оценивают освещённость вокруг.
Одежда поэтому умеет не только показывать информацию, но и собирать данные о движениях человека и условиях рядом с ним.
Главная трудность в том, что привычные методы создания электронных схем плохо подходят для цилиндрических волокон. Новая архитектура соединений позволила разместить множество компонентов прямо внутри нити. Дальше технологию могут применить в носимых интерфейсах, где в гибком текстиле собраны дисплей, сенсоры и связь.
