لچکدار پنکھوں اور مائع بوندوں کے ذریعے کنٹرول کردہ ڈسپلے زیادہ ورسٹائل، ایل ای ڈی اسکرینوں سے زیادہ موثر

مکینیکل سائنس اور انجینئرنگ کے پروفیسر سمیح توفیق کی سربراہی میں ہونے والی نئی تحقیق یہ ظاہر کرتی ہے کہ کس طرح موڑنے کے قابل پنکھ اور سیال چھوٹے سیال سے بھرے پکسلز کے حجم اور درجہ حرارت کو کنٹرول کرکے سیدھے یا جھکے ہوئے اور گرم اور ٹھنڈے کے درمیان کیسے بدل سکتے ہیں۔ پکسلز کے اندر سیالوں کے حجم کو تبدیل کرنے سے ان سمتوں کو تبدیل کیا جا سکتا ہے جس میں فلیپ پلٹتے ہیں — پرانے زمانے کی فلپ گھڑیوں کی طرح — اور درجہ حرارت میں فرق کرنا پکسلز کو انفراریڈ توانائی کے ذریعے بات چیت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

مطالعہ کے نتائج جرنل میں شائع کیے گئے ہیں سائنس کی ترقی۔

توفِک کی لچکدار اور کیپلیری قوتوں کے تعامل میں دلچسپی — یا elasto-capillarity — ایک گریجویٹ طالب علم کے طور پر شروع ہوئی، بالوں کو گیلا کرنے کی بنیادی سائنس تک پھیلی اور الینوائے میں نرم روبوٹک ڈسپلے میں اس کی تحقیق کا باعث بنی۔

توفک نے کہا، “ایلسٹو کیپلیرٹی کی روزمرہ کی مثال یہ ہے کہ جب ہم شاور میں آتے ہیں تو ہمارے بالوں کے ساتھ کیا ہوتا ہے۔” “جب ہمارے بال گیلے ہو جاتے ہیں، تو یہ آپس میں چپک جاتے ہیں اور جھک جاتے ہیں یا بنڈل ہو جاتے ہیں کیونکہ کیپلیری قوتیں لگائی جاتی ہیں اور خشک ہونے پر چھوڑ دی جاتی ہیں۔”

لیب میں، ٹیم نے چند ملی میٹر سائز کے چھوٹے بکس، یا پکسلز بنائے، جن میں ایک لچکدار پولیمر سے بنے پنکھے ہوتے ہیں جو اس وقت موڑتے ہیں جب پکسلز سیال سے بھرے ہوتے ہیں اور چھوٹے پمپوں کے نظام کا استعمال کرتے ہوئے نکالے جاتے ہیں۔ توفک نے کہا کہ پکسلز میں ایک یا ایک سے زیادہ پنکھ ہوسکتے ہیں اور انہیں صفوں میں ترتیب دیا جاتا ہے جو معلومات کو پہنچانے کے لیے ایک ڈسپلے بناتے ہیں۔

“ہم کیوبک پکسل بکس تک محدود نہیں ہیں،” توفک نے کہا۔ “مختلف تصاویر بنانے کے لیے پنکھوں کو مختلف سمتوں میں ترتیب دیا جا سکتا ہے، یہاں تک کہ خمیدہ سطحوں پر بھی۔ یہ کنٹرول پیچیدہ حرکات کو حاصل کرنے کے لیے کافی درست ہے، جیسے کہ پھولوں کے کھلنے کی نقل کرنا۔”

مطالعہ رپورٹ کرتا ہے کہ نئے ڈسپلے کی ایک اور خصوصیت بیک وقت دو سگنل بھیجنے کی صلاحیت ہے – ایک جو انسانی آنکھ سے دیکھا جا سکتا ہے اور دوسرا جسے صرف انفراریڈ کیمرے سے دیکھا جا سکتا ہے۔

“چونکہ ہم ان انفرادی بوندوں کے درجہ حرارت کو کنٹرول کر سکتے ہیں، اس لیے ہم ایسے پیغامات ڈسپلے کر سکتے ہیں جو صرف ایک انفراریڈ ڈیوائس کے ذریعے دیکھے جا سکتے ہیں،” توفیق نے کہا، “یا ہم ایک ہی وقت میں دو مختلف پیغامات بھیج سکتے ہیں۔”

تاہم، نئے ڈسپلے کے لیے کچھ حدود ہیں، توفک نے کہا۔

نئے آلات کی تعمیر کے دوران، ٹیم نے پایا کہ پکسل سیالوں کو کنٹرول کرنے کے لیے درکار چھوٹے پمپ تجارتی طور پر دستیاب نہیں تھے، اور پورا آلہ کشش ثقل کے لیے حساس ہے – یعنی یہ صرف افقی حالت میں کام کرتا ہے۔

توفک نے کہا، “ایک بار جب ہم ڈسپلے کو 90 ڈگری تک موڑ دیتے ہیں، تو کارکردگی بہت زیادہ گر جاتی ہے، جو کہ بل بورڈز اور عوام کے لیے بنائے گئے دیگر اشارے جیسی ایپلی کیشنز کے لیے نقصان دہ ہے۔” “اچھی خبر یہ ہے کہ، ہم جانتے ہیں کہ جب مائع کی بوندیں کافی چھوٹی ہو جاتی ہیں، تو وہ کشش ثقل کے لیے بے حس ہو جاتی ہیں، جیسے کہ جب آپ بارش کی بوند کو اپنی کھڑکی پر چپکتے ہوئے دیکھتے ہیں اور وہ گرتا نہیں ہے۔ ہمیں معلوم ہوا ہے کہ اگر ہم سیال کی بوندوں کا استعمال کرتے ہیں۔ پانچ گنا چھوٹے ہیں، کشش ثقل اب کوئی مسئلہ نہیں رہے گا۔”

ٹیم نے کہا کہ چونکہ بوندوں پر کشش ثقل کے اثر کے پیچھے سائنس کو اچھی طرح سے سمجھا جاتا ہے، یہ ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجی کے ان کی اگلی درخواست کے لیے فوکل پوائنٹ فراہم کرے گا۔

توفیق نے کہا کہ وہ یہ دیکھ کر بہت پرجوش ہیں کہ یہ ٹیکنالوجی کس طرف جارہی ہے کیونکہ یہ بڑے عکاس ڈسپلے کی ایک بڑی مارکیٹ کی جگہ پر ایک تازہ خیال لاتی ہے۔ “ہم نے ڈسپلے کی ایک بالکل نئی نسل تیار کی ہے جس کے لیے کم سے کم توانائی کی ضرورت ہوتی ہے، یہ قابل پیمانہ اور حتیٰ کہ کافی لچکدار ہیں کہ مڑے ہوئے سطحوں پر رکھے جا سکیں۔”

الینوائے کے محققین جونگہون ہا، یون سیونگ کم، چینگ ژانگ لی، جونگ ہیون ہوانگ، زی چائی لیونگ اور ریان سیو نے بھی اس تحقیق میں حصہ لیا۔

ایئر فورس آفس آف سائنٹیفک ریسرچ اور نیشنل سائنس فاؤنڈیشن نے اس تحقیق کی حمایت کی۔