Uma tela flexível inspirada em parte por lulas pode armazenar e exibir imagens criptografadas como um computador — usando campos magnéticos em vez de eletrônicos. A pesquisa é relatado em Materiais Avançados por engenheiros da Universidade de Michigan.

“É uma das primeiras vezes em que materiais mecânicos usam campos magnéticos para criptografia em nível de sistema, processamento de informações e computação. E, diferentemente de alguns computadores mecânicos anteriores, este dispositivo pode envolver seu pulso”, disse Joerg Lahann, Wolfgang Pauli Collegiate Professor of Chemical Engineering e coautor correspondente do estudo.

A tela dos pesquisadores poderia ser usada onde fontes de luz e energia fossem incômodas ou indesejáveis, incluindo roupas, adesivos, crachás de identificação, códigos de barras e leitores de e-books. Uma única tela pode revelar uma imagem para todos verem quando colocada perto de um ímã padrão ou uma imagem criptografada privada quando colocada sobre uma matriz complexa de ímãs que atua como uma chave de criptografia.

“Este dispositivo pode ser programado para mostrar informações específicas somente quando as chaves certas são fornecidas. E não há código ou eletrônica para ser hackeada”, disse Abdon Pena-Francesch, professor assistente de ciência e engenharia de materiais da UM e coautor correspondente. “Isso também pode ser usado para superfícies que mudam de cor, por exemplo, em robôs camuflados.”

Sacudir a tela apaga a exibição — como um Etch-A-Sketch — exceto que a imagem é codificada nas propriedades magnéticas de esferas dentro da tela. Ela retorna quando a exibição é exposta ao campo magnético novamente.

As contas agem como pixels ao alternar entre hemisférios laranja e branco. As metades laranja das contas contêm partículas magnéticas microscópicas que permitem que elas girem para cima ou para baixo quando expostas a um campo magnético, fornecendo o contraste de cor necessário para exibir uma imagem.

Expor os pixels a um ímã irá programá-los para mostrar branco ou laranja em um campo magnético de tração ou de empurrão — um estado conhecido como polarização. Para alguns pixels feitos com partículas magnéticas de óxido de ferro, a polarização pode ser alterada com campos magnéticos relativamente fracos. Mas a polarização de pixels que também incluem partículas de neodímio é mais difícil de alterar — um pulso magnético forte é necessário.

Segurar a tela sobre uma grade de ímãs com diferentes forças e orientações pode mudar seletivamente a polarização em algumas partes da tela, fazendo com que alguns pixels fiquem brancos e outros fiquem laranja sob a mesma orientação do campo magnético. É assim que uma imagem é codificada.

Então, a imagem pode ser exibida em qualquer ponto fraco campo magnéticoincluindo um ímã regular. Mas como as partículas de óxido de ferro podem ser reprogramadas com campos relativamente mais fracos, imagens pode ser exibido com uma segunda grade magnética que reescreve seletivamente como algumas áreas da tela giram. Quando retornado ao ímã padrão, o óxido de ferro os pixels retornam à sua polarização original para mostrar a imagem pública.

Várias imagens privadas podem ser exibidas a partir de uma única imagem pública, cada uma com uma chave única. As chaves de decodificação também podem ser programadas para funcionar somente com chaves de codificação específicas para segurança extra.

A equipe decidiu a resolução da tela estudando lulas e polvos, que mudam de cor expandindo e contraindo sacos de pigmento em sua pele.

“Se você fizer as contas muito pequenas, as mudanças na cor se tornarão muito pequenas para serem vistas”, disse Zane Zhang, aluno de doutorado da UM em ciência dos materiais e engenharia e o primeiro autor do estudo. “Os sacos de pigmento da lula têm tamanho e distribuição otimizados para dar alto contrasteentão adaptamos o nosso dispositivo píxeis para combinar com seu tamanho.”