KERI 的 Seol Seung-Kwon 博士的智能 3D 打印研究团队和蔚山国立科学技术研究院 (UNIST) 的 Lim-Doo Jeong 教授的团队开发了智能隐形眼镜的核心技术,可以实现基于增强现实 (AR) 的导航,采用 3D 打印工艺。
智能隐形眼镜是一种像普通镜片一样贴在人眼上并提供各种信息的产品。对镜片的研究主要用于诊断和治疗健康。最近,谷歌和其他公司正在开发可以实现 AR 的显示器智能隐形眼镜。尽管如此,由于严峻的技术挑战,商业化仍存在许多障碍。
在用智能隐形眼镜实现 AR 时,电致变色1)可以低功率驱动的显示器是合适的,“纯普鲁士蓝”颜色具有高价格竞争力和快速对比度和颜色之间的过渡,作为镜片材料备受关注. 然而,过去,颜色是通过电镀方法2)以薄膜的形式涂在基板上,这限制了能够表达各种信息(字母、数字、图像)的高级显示器的生产。”
KERI-UNIST的成就在于,它是一项无需施加电压,就可以通过3D打印机在镜头显示器上打印出微细图案来实现AR的技术。关键是废墨的弯液面。弯液面是指当水滴被轻轻按压或以一定压力拉动时,由于毛细管作用,在外壁形成一个曲面而没有水滴爆裂的现象。
普鲁士蓝通过溶剂蒸发在微喷嘴和基板之间形成的弯液面中结晶。当填充有墨水的微喷嘴与基材接触时,在基材上形成酸性铁氰化铁墨水的弯液面。FeFe(CN)6 在室温下通过前体离子(Fe3+ 和 Fe(CN)3−)的自发反应在弯液面内的基板上发生异相结晶。同时,溶剂蒸发发生在弯月面。当水从弯月面蒸发时,水分子和前体离子通过对流向弯月面表面移动,在弯月面外部产生前体离子的优先积累。这种现象引起了 FeFe(CN)6 的边缘增强结晶;这对于在印刷步骤中控制影响 FeFe(CN)6 结晶的因素以在基板上获得均匀印刷的 PB 图案至关重要。与传统的电镀一样,过去施加电压时基板必须是导体,但使用弯月面现象的一大优点是可以使用的基板没有限制,因为结晶是通过溶剂的自然蒸发发生的.
通过喷嘴的精准运动,不断进行普鲁士蓝的结晶,从而形成微细图案。图案不仅可以在平面上形成,也可以在曲面上形成。研究团队的微图案技术非常精细(7.2微米),可应用于AR智能隐形眼镜显示器,且颜色连续均匀。
主要的预期应用领域是导航。只需戴上镜头,导航就会通过 AR 展现在人的眼前。流行的“Pokemon Go”等游戏也可以使用智能隐形眼镜而非智能手机来玩。
KERI 的 Seol Seung-Kwon 博士说:“我们的成就是开发了 3D 打印技术,可以在非平面基板上打印功能性微图案,可以将先进的智能隐形眼镜商业化以实现 AR。” 他补充说,“这将极大地促进 AR 设备的小型化和多功能化。”
相关研究成果近期以封面文章形式发表在材料科学领域的世界著名学术期刊Advanced Science(IF 17.521/JCR 4.71%)上,以表彰其卓越性。
研究团队认为,这一成果将吸引普鲁士蓝微图案化需求的电池和生物传感器相关企业以及AR领域的大量关注,并计划寻找相关需求企业,推动技术转移。
同时,KERI 是科学部和 ICT 国家科学技术研究委员会下属的政府资助研究机构。Seol Seung-Kwon 博士也是科技大学 (UST) KERI 校区的教授。<科里>
1)电致变色:物质的颜色因电化学反应而发生可逆变化的现象。
2)电镀是应用另一种金属的薄层以改善物体表面状况的过程。在此过程中,如果使用电能,则称为“电镀”,如果在不使用电的情况下利用化学反应,则称为“化学镀”。特别是电镀主要用于制作戒指等饰品。
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