Nokia Research Center (NRC) и университет Кембриджа (Великобритания) на выставке «Дизайн и творчество» («Design and the Elastic Mind»), проходящей в Нью-йоркском музее современного искусства, представили концепт нанотехнологического устройства под названием Morph. Morph должен продемонстрировать гибкость будущих мобильных устройств и возможность изменения их формы по желанию пользователя в зависимости от его задач.

Партнерство между компанией Nokia и Кембриджским университетом было анонсировано в марте 2007 года в рамках долгосрочного исследовательского проекта. Nokia Research Center развернул на базе университета исследовательскую лабораторию и организовал работу с некоторыми его отделениями, сделав основной упор на нанотехнологии.

Можно сказать, что даже экспертов в области нанотехнологий удивил концепт нового мобильного телефона – Morph. При этом абсолютно все его составляющие давно благополучно исследованы и прототипированы. Не сразу догадаешься, что ансамбль из нескольких разработок может вылиться в настолько удивительное устройство будущего.

Подобная тенденция к «одушевлению» вещей с помощью нанотехнологий не может не радовать. Скорее всего, понятие о «бездушных» вещах прошлого века отомрет к 2030 году, когда большая часть потребительской электроники, и даже отдельных конструкционных материалов (пластик, стекло и т.п.), станет «разумной» в той или иной мере. Футуролог Брюс Стерлинг даже придумал неологизм – блобджект, описывающий подобные «вещи с душой». Правда, он имел в виду обычные эргономические вещи с собственным «стилем» (например, продукция компании Apple), но это не мешает им быть еще и «умными».

Рис. 1. Телефон Morph – концептуальные изображения

Будущее вещей вообще – тема для другой обширной статьи, а в этой статье мы рассмотрим все «части» будущего телефона Morph «под микроскопом», вспомнив, что именно такого случилось в нанотехнологиях с момента их бурного развития (1999–2001 гг.), и чем это грозит в индустрии мобильных устройств в далеком будущем.

Для начала стоит посмотреть промо-ролик, который презентовали Nokia и Cambridge University. Если кому-то хочется более лучшего качества, чем в YouTube, то вот ссылка на оригинал – видео 40 Мб 

Видеопрезентация Nokia Morph

С первых кадров презентационного ролика нас настраивают на nano-волну, без которой телефон потерял бы 90% своих удивительных способностей. И это действительно так – концепт во многом обязан быстрому развитию нанотехнологий и наноэлектроники в частности.

Сразу же мы можем увидеть, как девушка складывает Morph в гармошку, и разворачивает снова. Что ж, гибкая электроника на органических пленках существует достаточно долго, и мы уже знакомили вас с прототипами первых гибких электронных устройств.

Более того, по расчетам аналитиков, рынок гибкой электроники во всем мире вырастет до 15 миллиардов долларов к 2015 году, поэтому заявления компании Nokia о том, что подобные устройства появятся через семь лет, вполне оправдан. Более того, через семь лет Morph будет одним из многих сотен «гибких» устройств мобильной связи, цифровых фотокамер и КПК.

Рис. 2. Матрица нанотрубок в полимерной оболочке

Основа любого гибкого наноэлектронного устройства – проводящая матрица, на которой (или в составе которой) содержится ряд нанотранзисторов. Такие подложки уже разработаны . Например, известный ученый в области нанотрубочной электроники из Ренслеерского политехнического института – Паликель Аджаян недавно представлял новый тип гибкой версии «электронной кожи», в которой проводящие участки сформированы каплями из нанотрубок.

В итоге получается шаблон, на основе которого можно конструировать любые гибкие устройства. При этом такая схема достаточно удобна и похожа на сборку конструктора на единой «монтажной плате».

Однако пока только частично решена проблема низкой мобильности зарядов на поверхности такой «монтажной платы», поэтому другой вариант – ламинирование микросхем и нанопроводников прозрачным полимером более интересен для воплощения в реальные электронные приборы.

Рис. 3. Часы от Seiko на основе электронных чернил

Показанная в конце ролика «обратная связь» с пользователем путем формирования трехмерных кнопок на поверхности, которая показана в конце ролика, тоже уже реализуема – нанопроводники, меняющие структуру пластика–носителя и пьезоэлектрические нанонити позволяют добиться сжимания или растягивания основы. Интересный лабораторный эффект становится еще одной удивительной особенностью нанотелефона. Трансформирующийся трехмерный интерфейс – это ли не чудо?

Видим, что с «электронной гибкостью» на сегодняшний момент проблем нет никаких. Некоторые проблемы до сих пор существуют в построении гибкого цветного дисплея, работающего по принципу электронных чернил. То есть, с монохромными дисплеями проблемы нет – они уже существуют как в «чистом виде», так и в виде отдельных продуктов – часов от Seiko, например.

Основной принцип электронной бумаги – электрическое разделение наноразмерного пигмента, который и дает ощущение того, что текст «написан» на поверхности дисплея. Что хорошо – эти дисплеи не нуждаются в подсветке.

Естественно, через семь лет устройств, подобных часам Seiko и подобных им будет только больше. И они будут не только цветными, но и растягивающимися, и гибкими и, может, даже надувными – все зависит от того, куда повернет «электронная мода». И то, что они будут – сомневаться не приходится.

Смотрим ролик дальше. Девушка «нюхает» яблоко телефоном, чтобы определить содержание в нем вредных веществ. Это естественно – следующие десятилетия могут быть связаны с биологическим или химическим терроризмом, поэтому у пользователя должна быть эффективная защита от вредных веществ. Здесь Morph выступает в качестве экспресс-анализатора.

Принцип действия экспресс-анализатора, показанный на видео – измерение частоты вибрации многих сотен кантилеверов, к которым будут присоединяться летучие химические соединения. Мало того, что прототипы подобных устройств уже существуют, так специалисты Nokia выбрали еще и не самый простой метод детекции. Проще было бы идентифицировать химические соединения по проводимости нанонитей, на которых бы они осаждались.

К слову, прототипы таких детекторов тоже уже как несколько лет существуют? Поэтому нет ничего удивительного в том, что мобильный телефон, шариковая ручка, или даже сережка с меняющимся рисунком из электронных чернил, будут предупреждать своего хозяина об опасности.

Рис. 4. Нанотрава ZnO

Далее следует представление о сверхгидрофобности поверхности телефона. Сразу надо сказать – этот эффект уже присутствует на рынке в качестве интересной и дорогой «фишки».

Однако это только до тех пор, пока не появится относительно простой и недорогой метод нанесения наночастиц TiO₂ на поверхность любой вещи.

Мы на сайте не раз писали о «эффекте лотоса», благодаря которому вода и грязь просто скатываются с поверхности, обработанной наночастицами. И это действительно работает и продается во всем мире!

Солнышко, которое заряжает телефон через лес ZnO – нанотравы показано не только в ролике. Два года назад первые исследования позволили получать электроэнергию от леса нанострун, однако из-за низкого КПД было достаточно трудно получить нужное количество электроэнергии для питания хотя бы обычных часов.

Рис. 5. Кадры из ролика, показывающие сверхгидрофобность Morph

И, кроме того, в этом году появилось еще одно исследование в области солнечной энергетики – наноантенны для «сбора» ИК-излучения. Падение ИК-лучей на спиральные наноантенны наводит в них напряжение.

Не видно, правда, куда умельцы компании Nokia планируют ставить аккумулятор для сбора электроэнергии, но, судя по всему, вопрос это чисто риторический. Ведь мы же не думаем, что увидели в этом ролике полноценное готовое устройство с датой выхода 2015 год? Нет, компания просто обрисовала новую веху в развитии индустрии – продукта, обладающего большей частью функций, показанных в ролике.

Даже возможен такой вариант, что ведущие компании-производители мобильных телефонов будут исподволь снабжать нанотехнологическими изюминками свои новейшие модели, пока они постепенно не достигнут показанного функционала.

Да, и еще один вывод, больше касающийся бизнеса, чем нанотехнологий – компания Nokia подняла планку качества продукции к 2015 году, приблизиться к которой конкурентам будет довольно трудно. Фактически, это заявление на будущее о технологических возможностях компании, и несмотря на то, что в этих заявлениях нет ничего сверхъестественного, как мы выше убедились, реализовать «в пластике» это чудо прогресса на сегодняшний день достаточно сложно.

Подобные концепты и фантастические способности устройств, использующих несколько вполне обычных эффектов, настораживают: а вдруг, при совмещении еще нескольких, получится такое, что пока даже невозможно и представить? Вполне может быть. В нанотехнологиях мы видим только верхушку айсберга и надгрызли малую часть от этой верхушки, в то время как основные нано-нововведения еще не появлялись даже в умах самых смелых футурологов.

Автор – Свидиненко Юрий