ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧЕРНИЛА

Олег "2sheds" Курапов

Спецвыпуск Xakep, номер #034, стр. 034-094-2

Первоначально планировалось закончить разработку к 1985 году, но на пути исследователей возник ряд проблем, неразрешимых при тогдашнем уровне развития техники. К примеру, печатные платы были хрупкими, твердыми и довольно дорогими, а потому на замену бумаге не годились в принципе. Более того, даже создание достаточно однородных "бусин" оказалось непростой задачей. Первый получившийся прототип был настолько далек от изначально задуманного Шеридоном, что он решил отложить работу над Gyricon’ом до лучших времен.

Лучшие времена настали в середине 90-х, когда ему, наконец, удалось наладить производство абсолютно идентичных сферических частиц. А открытия конца 90-х, например, токопроводящий пластик и электронные схемы, которые можно печатать прямо на листы этого самого пластика на специальных принтерах, позволили перейти к созданию реальных продуктов. В итоге, более чем через 20 лет после начала работ, была образована компания Gyricon Media.

Принцип работы "умной бумаги" довольно прост. Между двумя тонкими листами гибкого пластика, покрытого матрицей электродов, в маслянистой жидкости, снижающей трение, находятся микроскопические частицы (диаметром 100 микрон, то есть меньше крупицы речного песка), распределенные тонким слоем по отдельным ячейкам. Каждая из частиц представляет собой сферу, половины которой окрашены в один из двух цветов, например, белый и черный. Полусферы также имеют противоположный электрический заряд, а потому под воздействием слабых электрических импульсов шарики могут вращаться в своих ячейках, соответственно представляя собой закрашенный или пустой пиксел. При подаче напряжения, превышающего некоторое пороговое значение (через встроенные в ряды ячеек электроды или с помощью специального электростатического стилуса), на поверхности формируется изображение. После этого физические силы, действующие внутри системы, фиксируют изображение, причем его поддержание не требует энергозатрат, а потому оно остается неизменным в течение неограниченного времени, до тех пор, пока не будет подан следующий импульс. Более того, сила тока, необходимая для работы экрана, минимальна, важна лишь разность потенциалов (около 100 В), благодаря чему электропотребление действительно мизерное. Как написано в FAQ на сайте компании, матрице Smart Paper средних размеров достаточно трех батареек типа AA для работы в течение двух лет!

E-Ink (E Ink Corporation, www.eink.com)

В середине 90-х годов прошлого века, когда Ник Шеридон вернулся к разработке своей "умной бумаги", эта идея захватила и еще одного специалиста, Джозефа Якобсона, который в то время работал в другом крупном центре американской науки, Массачусетском технологическом институте. Он также разработал свой собственный способ создания идентичных микрочастиц, но использовал несколько иной метод формирования изображения.

В отличие от предыдущей разработки, здесь ничто никак не вращается - физические силы действуют не на сами частицы чернил, а внутри них. Впрочем, хотя этот принцип несколько сложнее для понимания, изучать законы и теоремы не потребуется, все можно объяснить и на пальцах. Типа, вот тут стоит куча хитрых штуковин, и внутри них происходят чиста конкретные взаимодействия, из-за которых они то чернеют, то белеют - короче, ты понял, полный electrophoresis, и медицина здесь бессильна :). Ну, а если серьезно, то в матрицах от E-Ink процесс тоже происходит за счет действия внешнего электрического поля на микрокапсулы, расположенные в ячейках на пластиковой подложке. Разница в том, что сами эти капсулы заполнены жидкостью, содержащей взвесь из еще более мелких субчастиц черного и белого цвета, обладающих противоположным зарядом. Они притягиваются к разным сторонам своего миниатюрного контейнера при пропускании электрического тока через электроды, проложенные сверху и снизу ячеек. Это и вызывает окрашивание соответствующего пиксела.