พื้นผิวด้านโปร่งใส TMS พัฒนาขึ้นโดย นักวิจัยจาก Nanjing University ได้พัฒนาเทคโนโลยีใหม่นี่ได้สร้างกระจกที่ผสมผสานความโปร่งใสที่สมบูรณ์แบบเข้ากับลักษณะด้าน ทำให้มองเห็นได้แค่ด้านเดียว และยังนำไปพัฒนาเป็นจอแสดงผลโปร่งใสแบบใหม่ได้อีกด้วย
พื้นผิวด้านโปร่งใส TMS คืออะไร?
ผลงานนี้เป็นความร่วมมือของทีมวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์หยุน ไล (Prof. Yun Lai), ศาสตราจารย์หรูเหวิน เผิง (Prof. Ru-Wen Peng) และศาสตราจารย์หมู่ หวัง (Prof. Mu Wang) จาก Nanjing University นำเสนอการพัฒนา “พื้นผิวด้านโปร่งใส” (Transparent Matte Surface หรือ TMS) ที่สามารถรวมคุณสมบัติของความโปร่งใสและลักษณะด้านเข้าด้วยกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ
TMSs ถูกสร้างขึ้นโดยการใช้เทคโนโลยีลิโทกราฟีระดับอุตสาหกรรมในการจัดเรียงเมตาอะตอมบนพื้นผิวกระจก ทำให้สามารถกระจายแสงอย่างไม่สมมาตร โดยมีการกระจายแสงสูงในทิศทางสะท้อนและต่ำในทิศทางส่งผ่าน ซึ่งช่วยลดการสะท้อนแสงและแสงจ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่ลดทอนความโปร่งใสของกระจก
คุณสมบัตินี้เปิดโอกาสให้ TMSs ถูกนำไปใช้ในหลากหลายด้าน เช่น การพรางตัวของหน้าต่าง การสร้างหน้าจอแสดงผลโปร่งใสความละเอียดสูง และการลดมลภาวะทางแสงในเมือง
การพัฒนา TMSs ถือเป็นความก้าวหน้าทางด้านวัสดุศาสตร์และนาโนเทคโนโลยี ที่สามารถนำไปสู่การสร้างสรรค์ผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ ที่รวมคุณสมบัติของความโปร่งใสและลักษณะด้านเข้าด้วยกันได้อย่างลงตัว
จากภาพจะเห็นถึงคุณสมบัติพิเศษของพื้นผิวด้านโปร่งใส (Transparent Matte Surface หรือ TMS) ซึ่งสามารถรวมคุณสมบัติของความโปร่งใสและลักษณะด้านเข้าด้วยกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ภาพที่ A: แสดงการจัดวางอุปกรณ์ทดลอง โดยมีสตูดิโอถ่ายภาพขนาดเล็กที่มีช่องเปิดบนโต๊ะ ซึ่งติดตั้งตัวอย่างพื้นผิวด้านโปร่งใสไว้ที่ช่องดังกล่าว ด้านหน้าของโต๊ะมีแจกันสีขาวและดอกไม้หลากสีวางอยู่ เพื่อใช้เป็นฉากสำหรับทดสอบผลของการสะท้อนและการส่งผ่านแสงของตัวอย่าง
ภาพที่ B:
- ภาพด้านซ้ายเป็นภาพถ่ายจากภายนอกสตูดิโอ แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวด้านโปร่งใสมีการสะท้อนแสงแบบสเปกคูลาร์น้อยมากหรือแทบไม่มีเลย ทำให้ดูคล้ายแผ่นทองที่มีลักษณะด้าน
- ภาพด้านขวาเป็นภาพถ่ายจากภายในสตูดิโอผ่านพื้นผิวด้านโปร่งใส แสดงให้เห็นรายละเอียดของแจกันและดอกไม้ได้อย่างชัดเจน ยืนยันถึงความโปร่งใสและความคมชัดสูงของตัวอย่าง
ภาพที่ C: ใช้ฟิล์มลดแสงสะท้อน (anti-glare film) แทนพื้นผิวด้านโปร่งใส
- ภาพด้านซ้ายแสดงว่าฟิล์มลดแสงสะท้อนสามารถลดการสะท้อนแสงแบบสเปกคูลาร์ได้เช่นกัน
- ภาพด้านขวาแสดงว่าภาพที่ถ่ายผ่านฟิล์มลดแสงสะท้อนจากภายในสตูดิโอมีความเบลอสูง ทำให้ยากต่อการมองเห็นรายละเอียด
จากการเปรียบเทียบนี้ พบว่าพื้นผิวด้านโปร่งใสมีข้อได้เปรียบเหนือฟิล์มลดแสงสะท้อน เนื่องจากสามารถมองเห็นวัตถุที่อยู่ด้านหลังได้อย่างชัดเจนไม่ว่าจะอยู่ใกล้หรือไกล จึงเหมาะสำหรับการใช้งานเป็นหน้าต่าง นอกจากนี้ ลักษณะการสะท้อนแสงแบบกระจายของพื้นผิวด้านโปร่งใสยังทำให้เมื่อมองจากภายนอก จะดูคล้ายวัสดุทึบแสง ซึ่งสามารถใช้ในการพรางตัวหรือทำให้หน้าต่าง “หายไป” ได้อย่างน่าสนใจ
จอแสดงผลโปร่งใสแบบใหม่
จอแสดงผลโปร่งใส (Transparent Display) หมายถึงจอภาพที่สามารถแสดงภาพเคลื่อนไหวบนพื้นผิวที่โปร่งใส เช่น กระจกใส โดยไม่บดบังวัตถุที่อยู่ด้านหลัง ซึ่งเทคโนโลยีนี้มีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในหลากหลายด้าน เช่น หน้าจอในยานยนต์ หน้าร้านค้า และแอปพลิเคชันความเป็นจริงเสริม (Augmented Reality)
จากภาพ งานวิจัยนี้แสดงแนวคิดใหม่ของจอแสดงผลโปร่งใสที่ใช้พื้นผิวด้านโปร่งใส (Transparent Matte Surface หรือ TMS) เป็นส่วนประกอบหลัก โดยอาศัยคุณสมบัติการสะท้อนแสงแบบกระจายของ TMS ซึ่งทำหน้าที่คล้ายกับจอภาพยนตร์ ช่วยให้สามารถฉายภาพเคลื่อนไหวลงบนพื้นผิวโปร่งใสได้อย่างมีประสิทธิภาพ
รูปที่ A: แสดงการจัดวางอุปกรณ์ทดลอง โดยมีดอกทานตะวันวางอยู่ด้านหลังตัวอย่าง TMS และมีการฉายภาพผีเสื้อสีสันสดใสลงบนตัวอย่างจากด้านหน้า พร้อมกับกล้องที่บันทึกภาพจากด้านหน้าเช่นกัน
รูปที่ B: แสดงภาพถ่ายที่ได้จากการทดลอง พบว่าทั้งภาพผีเสื้อที่ฉายและดอกทานตะวันที่อยู่ด้านหลังสามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจน ยืนยันถึงความสามารถของ TMS ในการแสดงภาพฉายและรักษาความโปร่งใสพร้อมกัน
รูปที่ C: เมื่อใช้ฟิล์มลดแสงสะท้อน (Anti-Glare Film) แทน TMS พบว่าภาพผีเสื้อที่ฉายมีความสว่างลดลงอย่างเห็นได้ชัด และดอกทานตะวันที่อยู่ด้านหลังมีความเบลอสูง ซึ่งเกิดจากการกระจายแสงที่ลดลงและการกระเจิงแสงแบบสุ่มของฟิล์มดังกล่าว
นอกจากนี้ การแสดงผลผ่าน TMS ยังมีคุณสมบัติการแสดงภาพด้านเดียว (One-Sided Display) ดังแสดงใน รูปที่ E ซึ่งเมื่อฉายภาพดินสอสีหลายแท่งลงบน TMS พบว่าภาพดินสอสีสามารถมองเห็นได้ชัดเจนจากด้านหน้า แต่แทบมองไม่เห็นจากด้านหลัง แสดงถึงการกระจายแสงที่มีความไม่สมมาตรสูงของ TMS
ในทางตรงกันข้าม เมื่อใช้ฟิล์มลดแสงสะท้อน (รูปที่ F) พบว่าความสว่างของภาพดินสอสีที่บันทึกจากทั้งด้านหน้าและด้านหลังมีความใกล้เคียงกัน แสดงถึงการกระจายแสงที่เกิดขึ้นทั้งสองด้านของฟิล์ม
สุดท้าย งานวิจัยนี้ยังสาธิตการประยุกต์ใช้ TMS ในระบบความเป็นจริงเสริม โดยกล้องจะจับภาพวัตถุที่อยู่ด้านหลัง TMS และระบบจดจำภาพจะระบุชื่อของวัตถุเหล่านั้น พร้อมฉายชื่อวัตถุลงบน TMS แบบเรียลไทม์ (รูปที่ H) ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้ฟิล์มลดแสงสะท้อน (รูปที่ I) พบว่าความโปร่งใสที่ต่ำของฟิล์มลดแสงสะท้อนทำให้ระบบจดจำภาพไม่สามารถระบุวัตถุได้
การค้นพบนี้เปิดโอกาสใหม่ในการพัฒนาเทคโนโลยีจอแสดงผลโปร่งใสที่มีคุณสมบัติการแสดงภาพด้านเดียวและความโปร่งใสสูง ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้ในหลากหลายด้าน เช่น หน้าต่างอัจฉริยะ จอแสดงผลในยานยนต์ และอุปกรณ์ความเป็นจริงเสริม
พื้นผิวด้านโปร่งใส (Transparent Matte Surface หรือ TMS) เป็นวัสดุออปติคัลชนิดใหม่ที่รวมคุณสมบัติของความโปร่งใสและการสะท้อนแสงแบบกระจายเข้าด้วยกันอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาคลาสสิกในด้านออปติกที่ต้องการรวมความโปร่งใสกับลักษณะด้านไว้ในวัสดุเดียว
คุณสมบัติเด่นของพื้นผิวด้านโปร่งใส
- โปร่งใสสูง: สามารถมองเห็นวัตถุที่อยู่ด้านหลังได้อย่างชัดเจนโดยไม่เกิดความเบลอ
- ลักษณะด้านจากภายนอก: เมื่อมองจากด้านนอก พื้นผิวจะมีลักษณะคล้ายวัสดุทึบแสง ซึ่งช่วยในการพรางตัวหรือทำให้หน้าต่าง “หายไป”
- การกระจายแสงแบบไม่สมมาตร: มีการกระจายแสงสูงในทิศทางสะท้อนและต่ำในทิศทางส่งผ่าน ทำให้สามารถแสดงภาพฉายที่ชัดเจนจากด้านหนึ่งโดยไม่รบกวนการมองเห็นจากอีกด้านหนึ่ง
การประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย
- ลดมลภาวะทางแสงในเมือง: ด้วยการลดการสะท้อนแสงแบบสเปกคูลาร์และแสงจ้า พื้นผิวด้านโปร่งใสสามารถช่วยลดมลภาวะทางแสงในพื้นที่เมืองได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- การออกแบบยานยนต์และอาคาร: หน้าต่างที่มีลักษณะด้านจากภายนอกแต่โปร่งใสจากภายในช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการออกแบบยานยนต์และอาคาร โดยสามารถสร้างภาพลักษณ์ที่ทันสมัยและเป็นเอกลักษณ์
- การพรางตัวของอุปกรณ์เฝ้าระวัง: พื้นผิวด้านโปร่งใสสามารถใช้ในการพรางตัวของอุปกรณ์เฝ้าระวัง ทำให้อุปกรณ์เหล่านี้ “ล่องหน” จากสายตา
- จอแสดงผลโปร่งใสความละเอียดสูง: เมื่อรวมกับเทคโนโลยีการฉายภาพ พื้นผิวด้านโปร่งใสสามารถใช้เป็นจอแสดงผลโปร่งใสที่มีความละเอียดสูงและต้นทุนต่ำ ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานในยานยนต์ หน้าร้านค้า และแอปพลิเคชันความเป็นจริงเสริม
การพัฒนาพื้นผิวด้านโปร่งใสนี้เปิดโอกาสใหม่ในการสร้างสรรค์วัสดุออปติคัลที่รวมคุณสมบัติของความโปร่งใสและลักษณะด้านเข้าด้วยกันอย่างลงตัว ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในหลากหลายด้านเพื่อปรับปรุงคุณภาพชีวิตและประสิทธิภาพในการใช้งานต่าง ๆ
อ้างอิง science.org และ cover iT24Hrs
อ่านบทความและข่าวอื่นๆเพิ่มเติมได้ที่ it24hrs.com
พื้นผิวด้านโปร่งใส TMS ปฏิวัติกระจกและจอแสดงผล
อย่าลืมกดติดตามอัพเดตข่าวสาร ทิปเทคนิคดีๆกันนะคะ Please follow us
Youtube it24hrs
Twitter it24hrs
Tiktok it24hrs
facebook it24hrs
