USD 11.08.2018 66.9075 0.6219
USD ММВБ  
EUR 11.08.2018 76.6760 -0.1490
EUR ММВБ  
Нефть($) 21.08.2018 72.43 +0.29
Нефть(p) 21.08.2018 4846.11 +64.27

Российские ученые создали уникальные жидкие кристаллы для улучшения 3D-изображений

Ученые физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) создали новые жидкие кристаллы, которые помогут улучшить качество ЖК-дисплеев и создать более совершенные 3D-изображения.

Жидкие кристаллы – это особое состояние вещества, которое обладает свойствами и жидкого, и твердого тела. Под воздействием электрического поля молекулы этого вещества меняют свою ориентацию, благодаря чему на экране образуется изображение из множества мелких точек – пикселей.

Впервые жидкие кристаллы обнаружил австрийский ботаник Фридрих Райнитцер в 1888 году. Во время исследований растений он обнаружил в эфире холестерина особое вещество кристаллической структуры. При нагревании до 145 градусов вещество мутнело и становилось текучим, при 178 градусах – превращалось в жидкость.

Открытием заинтересовался немецкий ученый-физик Отто Леман. Он назвал вещество жидкими кристаллами. Позже установил, что они меняют свои характеристики под воздействием электромагнитного поля. В 1904 году ученый выпустил книгу «Жидкие кристаллы». Но в то время ни книга, ни открытие не привлекли к себе внимания. Вероятно, из-за того, что Леман опередил свое время.

Интерес к жидким кристаллам вернулся спустя шестьдесят лет: в 1963 году американец Джеймс Фергюсон показал важнейшее свойство жидких кристаллов – способность менять цвет под воздействием температуры. Спустя два года в США прошла Первая международная конференция, посвященная жидким кристаллам. Их стали использовать в монохромных экранах, электронных часах и калькуляторах. В 1987 году компания Sharp представила первый цветной ЖК-дисплей диагональю три дюйма.

Большинство современных дисплеев (свыше 70%) делают с помощью нематических жидких кристаллов – нематиков. Они представляют собой параллельные нити, которые под воздействием электрического поля скользят вверх и вниз.

Читайте также из рубрики Наука: На Дальнем Востоке открыли новый вирус, поражающий сельскохозяйственные культуры

В этих жидких кристаллах нет порядка в расположении центров тяжести молекул, нет слоистой структуры. Молекулы скользят непрерывно в направлении своих длинных осей, вращаясь вокруг них.

Главная проблема нематиков – они медленно восстанавливают свое начальное состояние после выключения электрического импульса. То есть они меняют свое положение не чаще 140-160 раз в секунду. Для современных 2D-экранов такой частоты кадров достаточно, но для трехмерных изображений нужна более высокая скорость.

Вещество, которое создали ученые ФИАН, ведет себя подобно нематикам, но быстрее. Специалисты представили материалы, которые принадлежат к классу смектических ЖК с сегнетоэлектрическими свойствами, то есть у них при определенной температуре происходит поляризация – смещаются заряды.

Структура таких кристаллов слоистая и более сложная по сравнению с нематическими. Из-за этого время реакции молекул на электрическое поле уменьшается в двадцать раз – с 1 миллисекунды до 50 микросекунд. Частота кадров на экране увеличивается до 3,2 тыс. в секунду.

Такая скорость делает доступной технологию последовательной во времени смены цветов. В современных мониторах цвет каждого пикселя формируют три субпикселя красного, синего и зеленого цветов. И если частоту кадров увеличить в три раза, можно последовательно подавать каждый цвет на один и тот же пиксель без использования субпикселей. Благодаря этому изображения будут более яркими и четкими.

Читайте также из рубрики Нука: Биофизики РАН доказали смертельную опасность антибактериального мыла

Помимо ЖК-экранов ученые рассчитывают применять смектические кристаллы для создания 3D-изображений. Благодаря веществу можно использовать дисплеи, которые создают трехмерные объекты в объемном экране типа «аквариума». Эти изображения можно увидеть без специальных очков.

«Принцип работы такого экрана очень прост. На каждой из ячеек по очереди включается рассеяние и подается картинка. Сначала первая, потом вторая – листаем как бы по слоям, по сечениям, но так быстро, что видим непрерывное объемное изображение. Получается "аквариум", в котором в реальном времени визуализируются объемные картинки», – рассказал заведующий отделом оптоэлектроники ФИАН, доктор физико-математических наук, профессор Игорь Компанец.

Такая технология также расширит ракурс, с которого можно смотреть трехмерное изображение в специальных очках. Благодаря этому увеличится, например, количество зрительских мест в кинотеатрах.

Ученые ФИАH рассчитывают, что производители дисплеев заинтересуются этим открытием. Тем более, сейчас можно создавать дорогие смектические жидкие кристаллы из дешевых нематических, добавляя в них специальные примеси.

 

Все новости рубрики

    следующая
    следующая
    Все новости
    Наука
    YouDo в Санкт-Петербурге

    Лучшее в Петербурге

    Свет манящий и загадочный: пять прекрасных маяков недалеко от Петербурга

    Самый высокий в России маяк и третий по высоте маяк в мире, самый старый в России маяк, маяк-герой во время Великой Отечественной войны – рассказываем, как можно быстро до них добраться из центра Северной столицы.

    Хоть на край света: топ-5 железнодорожных вокзалов Петербурга

    Ровно 167 лет назад император Николай I впервые отправился на поезде из Петербурга в Москву. «Санкт-Петербург.ру» решил вспомнить все вокзалы Северной столицы, откуда можно отправиться в интересное путешествие прямо сейчас.

    Топ-5 граффити-портретов в Петербурге

    В Северной столице по-прежнему уничтожаются портреты знаменитых людей. Недавно вандалы и коммунальщики уничтожили портрет главного тренера сборной России Станислава Черчесова. «Санкт-Петербург.ру» решил найти нетронутые граффити, которые можно посмотреть прямо сейчас.

    Как это сделано

    написать письмо

    Высший пинотаж: как выбрать бюджетное, но хорошее вино в обычном магазине

    «Санкт-Петербург.ру» разобрался, как выбрать вино, которое не ударит по карману, но придется по вкусу.

    Проверено на себе

    Land Rover: 70 лет решений, предвосхитивших будущее

    Первый Land Rover создавали как временный антикризисный проект. Тогда его создатели не могли представить, какой успех ждет их детище из «самолетных крыльев».

    Гид по Петербургу

    Наследие Советов: топ-5 зданий в Петербурге в стиле «конструктивизм»

    «Санкт-Петербург.ру» решил вспомнить советское прошлое Ленинграда и отыскать самые интересные здания, построенные в 1920-1930-х годах.

    Пресс-релизы