ХИМИЧЕСКИЙ ПИКСЕЛЬ
АНО ДО детский технопарк "Кванториум" Томской области
Команда
Автор: Буркин Илья
Научный руководитель: Дудник Елизавета
Проблематика

В настоящее время многие люди имеют необходимость работать за компьютером. Использование компьютера приводит к необходимости использования экрана компьютера, большинство которых, по причине излучения ими света, оказывают вредное влияние на зрение человека.

Актуальность

Экран, состоящий из пикселей, работающих по принципу, разработка которого ведётся при реализации данного проекта, не оказывает вредного воздействия на зрение.

Аналоги

Единственным аналогом является технология изготовления дисплеев "E-Ink", по которой изготавливаются экраны электронных книг. Сравнение технологии E-Ink и разрабатываемой технологии представлено в таблице ниже.

Цель

Создание прототипа пикселя, принцип работы которого основан на изменении цвета кислотно – основными индикаторами за счёт изменения среды раствора, которая в свою очередь изменяется за счёт проведения электролиза.

Задачи
1
Теоретический этап

1.Составить смету проекта


2.Нарисовать схему прототипа


3.Рассчитать следующие показатели:

  • соотношение смешиваемых веществ
  • необходимое напряжение для электролиза
  • сопротивление резисторов
2
Практический этап

1.Экспериментально подтвердить расчёты, выполненные при выполнении третьей задачи теоретического этапа


2.Создать прототип пикселя


3.Протестировать прототип пикселя

3
Заключительный этап

1.Систематизировать и проанализировать данные, полученные при тестировании прототипа


2.Создать лонгрид и презентацию проекта

Потенциальные заказчики и стейкхолдеры проекта

Компании, производящие электронные книги по технологии E-Ink.

Экономика

Смета проекта составляет 1923,85 рублей. Часть реактивов уже имелась в Кванториуме.

Схема устройства и принцип работы

Пиксель состоит из одного субпикселя. Один отвечает за красный цвет, второй за зелёный, третий за синий. Смешивая три этих цвета можно получать все остальные цвета. На изображении ниже представлена схема одного субпикселя.

Субпиксель представляет собой прозрачную ёмкость, в которой находится раствор щёлочи и кислотно - основного индикатора. На дне ёмкости находится осадок кремниевой кислоты. Также в ёмкость погружено два электрода, один из графита, другой металлический. Графитовый электрод является катодом, металлический - анодом. При подаче напряжения на электроды осадок кремниевой кислоты растворяется, диссоциируя на протоны и силикат-анионы.
Образовавшиеся протоны уравновешивают гидроксид-ионы, благодаря чему среда раствора изменяется с щелочной до нейтральной, что и приводит к изменению цвета индикатором. При выключении напряжения происходит обратный процесс, среда и цвет раствора снова становятся первоначальными. Также при включенном питании на аноде выделяется небольшое количество молекулярного кислорода, а на катоде - водорода. Схематично всё это представлено в таблице ниже.

В субпикселе, отвечающем за красный цвет предполагается использовать в качестве кислотно-основного индикатора фенолфталеин, за зелёный цвет - индикатор "малахитовый зелёный", за синий - тимолфталеин. Были выбраны именно это индикаторы, потому что в одной среде они проявляют необходимые цвета, а в другой прозрачны. При этом фенолфталеин и тимолфталеин бесцветны в нейтральной среде, и окрашиваются в щелочной, а малахитовый зелёный наоборот, окрашен в зелёный цвет в нейтральной среде, и бесцветен в щелочной, что проиллюстрировано на рисунке ниже.

Этапы выполнения проекта
  1. Разработаны принцип действия и схема устройства
  2. Создан прототип субпикселя
  3. При тестировоании прототипа произошло столкновенье с трудностями, которые описаны ниже
Результаты

В результате реализации проекта был разработан новый принцип работы пикселей, создан прототип одного субпикселя и решены многие трудности, возникшие при его тестировании.

Контакты

Электронная почта: barbed-hedgehog@yandex.ru

Телеграм: ezhik21