Học cách chế tạo màn hình phẳng từ bướm

Bướm có thể tạo ra nhiều màu sắc kỳ lạ nhờ những lớp vảy tinh thể trên cánh của chúng. Nếu bắt chước cách tạo màu của chúng, con người có thể tạo ra một loại màn hình phẳng mới với chi phí cực thấp.

Nguyên liệu được sử dụng trong kỹ thuật này có thể được tìm thấy dễ dàng trong tự nhiên, rẻ hơn nhiều so với những nguyên liệu được dùng để sản xuất màn hình trong các nhà máy hiện nay.

Công trình khoa học ủng hộ những ý tưởng này được thực hiện bởi một nhóm các nhà nghiên cứu Mỹ và châu Âu. Họ đã xem xét cấu trúc và đặc tính của các tinh thể phát quang có trong cánh của loài bướm Cyanophrys remus.

Tinh thể phát quang vật chất có cấu trúc tuần hoàn với kích thước và bước sóng tương tự ánh sáng. Nhờ có những đặc tính này, khi một tia sáng chiếu tới tinh thể, nó sẽ tự giao thoa theo những hướng và tần số nhất định.

Các nhà khoa học cho rằng những vảy tinh thể quang học trên cánh một số loài bướm đã tạo ra màu sắc của chúng. Những vảy tinh thể này được tạo thành bởi chitin, một loại polysaccharide tồn tại ở côn trùng và một số loài động vật. Với chiều ngang vào khoảng vài chục phần nghìn mm, chúng được sắp xếp trên bề mặt cánh giống như những lớp ngói của một mái nhà.

Cánh của bướm đực Cyanophrys remus có màu xanh dương sáng ở một bên – được cho là để thu hút sự chú ý của các nàng bướm cái – và màu xanh lục sẫm ở phía còn lại để ngụy trang. “Thật đáng ngạc nhiên là những chiếc cánh có thể tạo ra rất nhiều màu sắc”, Lazlo Biro, một nhà khoa học về vật liệu tại Viện Khoa học Vật liệu và Vật lý ứng dụng, Budapest, Hungary, khẳng định.

Biro và các cộng sự chụp ảnh những chiếc vảy tinh thể phát quang trên cánh bướm bằng kính hiển vi điện tử rồi tìm hiểu cách chúng phản chiếu ánh sáng. Họ phát hiện ra rằng vảy tinh thể ở hai mặt của cùng một cánh có cấu trúc khác nhau. Những vảy được cấu thành bởi những đơn tinh thể phát quang tạo ra màu xanh dương sáng, còn màu xanh lục sẫm là kết quả của sự sắp xếp ngẫu nhiên các đa tinh thể phát quang.

Cấu trúc sắp xếp ngẫu nhiên trong tinh thể có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Những hạt tinh thể có thể tạo ra nhiều màu sắc – xanh lục, vàng và xanh dương – phụ thuộc vào hướng của chúng. Nhưng kết quả của vô số hạt tinh thể trên cánh của loài bướm Cyanophrys remus là màu xanh lục thẫm. Nhóm nghiên cứu cũng tìm ra cách để tinh thể tạo ra ánh sáng phản chiếu màu đỏ.

Biro khẳng định rằng bảng màu xanh lục – đỏ – xanh dương có thể được ứng dụng trong công nghệ sản xuất màn hình phẳng bằng cách tạo ra một dãy tinh thể trên những cánh tay điện tử sao cho chúng có khả năng tự đổi hướng. Bằng cách đó, mỗi tinh thể – tương ứng với một điểm ảnh – có thể phát ra màu đỏ, xanh lục hoặc xanh dương. Khả năng tự phát sáng ba màu cơ bản trên là cơ sở nền tảng trong công nghệ chế tạo màn hình màu.

Việt Linh