伊利诺伊大学香槟分校的最新研究成果使得能够变色、传递信息、甚至通过红外辐射发送隐晦信息的灵活显示器成为可能。受变色龙和章鱼等动物可塑皮肤的启发，工程师们发明了可通过毛细血管控制的机器人摆动鳍，以创造出可开关的光学和红外多像素显示器，其能耗是发光装置的1000倍更加高效。

这项由机械科学与工程教授塞梅·托菲克(Sameh Tawfick)领导的新研究展示了通过控制微小液体填充像素的体积和温度，柔性鳍状结构和流体可以同时在直线或弯曲、热或冷之间切换的机制。通过改变像素内的液体体积，可以改变翼片的翻转方向，类似于老式的翻页钟，而通过改变温度，像素可以通过红外能量进行通信。该研究结果已发表在《科学进展》杂志上。

Tawfick对弹性力和毛细力之间的相互作用，即弹性-毛细作用的兴趣始于他作为研究生，涉及头发润湿的基础科学，并引领他在伊利诺伊州进行软体机器人显示方面的研究。

"弹性毛细现象的日常例子就是当我们在淋浴中，我们的头发会发生什么变化，" Tawfick说道。"当我们的头发被湿润后，它们会互相粘连并在毛细力的作用下弯曲或束缚在一起，而当它们干燥时则会释放出这些力量。"

在实验室里，团队制造了一些小盒子，也可以称之为像素，其尺寸大约几毫米，这些像素盒子的壁所采用的是一种柔性聚合物制成的鳍片，当这些像素盒子内充满流体并通过一组微小泵进行排空时，鳍片会弯曲。Tawfick表示，这些像素盒子可以有单一或多个鳍片，并排列成一个显示器阵列，用以传达信息。

“我们并不局限于立方像素盒子，”Tawfick说道。“鳍片可以以各种方向排列，以在不同的图像上产生效果，甚至可以沿曲面布置。控制精确定位，足以实现复杂的运动，比如模拟花朵绽放的过程。”

研究报告称，这种新显示器的另一个特点是能够发送两个同时的信号——一个可以被人眼看到，另一个只能通过红外摄像机捕捉到。

塔夫克表示：“由于我们能够控制这些单个液滴的温度，所以我们能够展示只能通过红外设备才能看到的信息，或者同时发送两个不同的消息。”然而，塔夫克提到了一些新显示技术的限制。

在制造这些新设备时，团队发现用于控制像素液体的微小泵不容易在市场上获得，而且整个装置对重力非常敏感——这意味着它只能在水平位置下工作。

塔夫克（Tawfick）说：“一旦我们将显示器旋转90度，性能就会大大降低，这对于广告牌和其他面向公众的标志等应用是不利的。”“好消息是，我们知道当液滴变得足够小时，它们对重力变得不敏感，就像你看到雨滴粘在窗户上不会掉落一样。我们发现，如果我们使用五倍较小的流体液滴，重力不再成为问题。”

该团队表示，由于人们对于重力对液滴产生的影响的科学原理已经得到了很好的理解，因此它将成为他们下一个应用这一新兴技术的关键焦点。

Tawfick表示，他对这项技术的发展前景非常兴奋，因为它给大尺寸反光显示器的庞大市场空间带来了全新的理念。"我们开发了一系列全新的显示器，它们仅需最少的能量，可伸缩，并且灵活到可以放置于弯曲的表面上。"