У компактных электронных устройств вскоре могут появиться экраны и кнопки, реагирующие не просто на прикосновение, но и на давление, с которым это прикосновение совершается.

Технологию, позволяющую добиться такого эффекта, разрабатывает компания Peratech из английского графства Йоркшир. При этом используется материал, в создании которого используются знания из области квантовой физики. Именно под таким названием он и запатентован: Quantum Tunnelling Composite, или QTC.

В январе разработки фирмы Peratech приняла на вооружение японская компания Nissha, производящая сенсорные экраны, а теперь это сделало и подразделение корейского гиганта Samsung, поставляющее компоненты нескольким крупным производителям мобильных телефонов.

Новый композит позволяет, например, прокручивать длинные списки или веб-страницы тем быстрее, чем большее давление прилагается к реальной или виртуальной клавише.

Функции, подобные этой, могут применяться в самых разных мобильных устройствах – от телефонов и игр до GPS-навигаторов – и, как говорят эксперты, способны привести к появлению «третьего измерения» в пользовании чувствительными к прикосновению экранами.

К примеру, вместо большого количества «двухмерных» страниц с приложениями они могут быть сгруппированы по типу на одной странице – и при определенной степени нажатия пальца он может как бы проскакивать сквозь один тип и останавливаться на нужном приложении.

Квантовая палица

В основе работы QTC – проводящие наночастицы с шипами, похожие на шарообразные утолщения богатырских палиц, только в микроскопическом масштабе.

Эти шипованные шары ровным слоем «размазаны» по поверхности полимера и не соприкасаются друг с другом, но чем ближе они оказываются друг другу, тем больше вероятность инициации в них феномена, который называется туннелирование.

Туннелирование – один из нескольких процессов квантовой механики, не поддающихся объяснению в рамках классической физики.

На просьбу объяснить этот феномен простым языком специалисты по квантовой механики говорят: если выстрелить некоей частицей в стену, существует микроскопическая возможность того, что частица пройдет сквозь стену. Это и есть туннелирование.

Аналогичным образом, материал, окружающий игольчатые шары, выступает в роли стены, а вместо частицы – электрический ток. Однако когда шары перемещаются ближе друг к другу – а это происходит при нажатии пальцем на поверхность, – вероятность прохождения заряда сквозь эту «стену», парадоксальным образом, увеличивается.

В результате с увеличением давления, прикладываемого к материалу, плавно увеличивается и объем проходящего через него тока.

Существует несколько способов заставить переключатели или экраны стать чувствительными к давлению, в том числе с применением механических переключателей.

Однако подход, которые применили британские инженеры при работе над QTC, оказался чрезвычайно подходящим для того, чтобы использовать этот композит в сверхтонких устройствах. Чувствительные к давлению переключатели в этом материале могут быть толщиной в 70 микрометров, что сравнимо с толщиной человеческого волоса.

При этом QTC лучше, чем переключатели, основанные на так называемых «проводящих полимерах», поскольку они не проводят электричества до того как подвергнутся давлению, а это приводит к тому, что в целом они более эффективны.

Кожа роботов

Фирма Samsung Electro-mechanics уже встроила QTC в навигационный переключатель для смартфонов: у привычных направлений такого переключателя (вверх, вниз, налево, направо) появились новые функции: направления вверх и вниз становятся чувствительными к давлению.

Это может быть полезным, к примеру, для ускорения или замедления процедуры прокрутки длинного списка электронных сообщений.

«Одна и та же модель может использоваться со многими целями – как в играх: скажем, контролировать, насколько резво я хочу подпрыгнуть или насколько резко побежать, – объясняет в интервью Би-би-си генеральный директор Peratech Филип Тайсом. – Электроника получает возможность чувствовать то, что для нас само собой разумеется, а именно то, насколько мягко мы прикасаемся к вещам, какую силу прилагаем при этом».

В дальнейшем – и на этим йоркширская компания работает уже сейчас – эти технологии будут применяться и в роботостроении.

И задача здесь не только в том, чтобы роботы получили возможность ощущать давление своих «пальцев» на окружающие предметы, но и в том, чтобы в будущем создавать таких роботов, поверхность которых – подобно коже человека – стала бы чувствительной к чужому давлению.

Источник: BBC