De minsta pixlarna som har skapats – en miljon gånger mindre än de i smartphones, gjorda genom att fånga ljuspartiklar under små stenar av guld – skulle kunna användas för nya typer av storskaliga flexibla displayer, tillräckligt stor för att täcka hela byggnader.

Färgpixlarna, utvecklat av ett team av forskare ledd av University of Cambridge, är kompatibla med roll-to-roll-tillverkning på flexibla plastfilmer, dramatiskt minska deras produktionskostnad. Resultaten redovisas i tidskriften Vetenskapens framsteg .

Det har varit en lång dröm att efterlikna den färgskiftande huden på bläckfisk eller bläckfisk, låta människor eller föremål försvinna in i den naturliga bakgrunden, men att göra flexibla skärmar med stora ytor är fortfarande oöverkomligt dyrt eftersom de är konstruerade av mycket exakta flera lager.

I mitten av pixlarna som utvecklats av Cambridge-forskarna finns en liten partikel av guld på några miljarddels meter i diameter. Kornet sitter ovanpå en reflekterande yta, fångar ljus i gapet däremellan. Runt varje korn finns en tunn klibbig beläggning som förändras kemiskt när den kopplas elektriskt, vilket får pixeln att ändra färg över hela spektrumet.

Teamet av forskare, från olika discipliner inklusive fysik, kemi och tillverkning, tillverkade pixlarna genom att belägga kar av gyllene korn med en aktiv polymer som kallas polyanilin och sedan spraya dem på flexibel spegelbelagd plast, för att dramatiskt sänka produktionskostnaderna.

Pixlarna är de minsta som har skapats, en miljon gånger mindre än vanliga smartphonepixlar. De kan ses i starkt solljus och eftersom de inte behöver konstant kraft för att behålla sin inställda färg, ha en energiprestanda som gör stora ytor genomförbara och hållbara. "Vi började med att tvätta dem över aluminiserade matpaket, men sedan upptäckte aerosolsprutning snabbare, " sa medförfattaren Hyeon-Ho Jeong från Cambridges Cavendish Laboratory.

"Det här är inte nanoteknikens normala verktyg, men den här sortens radikala strategi behövs för att göra hållbar teknik genomförbar, " sa professor Jeremy J Baumberg från NanoPhotonics Center vid Cambridges Cavendish Laboratory, som ledde forskningen. "Ljusets märkliga fysik på nanoskalan gör att det kan växlas, även om mindre än en tiondel av filmen är belagd med våra aktiva pixlar. Det beror på att den skenbara storleken på varje pixel för ljus är många gånger större än deras fysiska yta när man använder dessa resonanta guldarkitekturer."

Pixlarna kan möjliggöra en mängd nya applikationsmöjligheter som skärmar i byggnadsstorlek, arkitektur som kan stänga av solvärmebelastningen, aktiva kamouflagekläder och beläggningar, samt små indikatorer för kommande internet-of-things-enheter.

Teamet arbetar för närvarande med att förbättra färgomfånget och letar efter partners för att utveckla tekniken ytterligare.