This screen stores and displays encrypted images without electronics
将屏幕放在不同强度的磁铁阵列上可以重写屏幕目标区域中像素的磁性。不同的磁铁阵列会将不同的图像编程到设备中。图片来源:Jeremy Little,密歇根工程公司

部分受鱿鱼启发的柔性屏幕可以像计算机一样使用磁场而不是电子设备来存储和显示加密图像。该研究是报道先进材料由密歇根大学工程师设计。

“这是机械材料首次使用磁场进行系统级加密、信息处理和计算。与一些早期的机械计算机不同,该设备可以缠绕在你的手腕上,”沃尔夫冈·保利学院教授 Joerg Lahann 说。化学工程和该研究的共同通讯作者。

研究人员的屏幕可以用在光源和电源不方便或不需要的地方,包括衣服、贴纸、身份证、条形码和电子书阅读器。当放置在标准磁铁附近时,单个屏幕可以显示每个人都可以看到的图像;或者当放置在充当加密密钥的复杂磁铁阵列上时,可以显示私人加密图像。

密歇根大学材料科学与工程系助理教授兼通讯作者 Abdon Pena-Francesch 表示:“只有在提供正确的密钥时,该设备才能被编程为显示特定信息。而且没有任何代码或电子设备可以被黑客攻击。”“这也可以用于变色表面,例如伪装机器人。”

图片来源:密歇根大学工程学院

摇动屏幕会擦除显示内容,就像蚀刻草图一样,只不过图像被编码在屏幕内珠子的磁性中。当显示器再次暴露在磁场中时,它会恢复。

这些珠子通过在橙色和白色半球之间翻转而起到像素的作用。珠子的橙色半部分含有微小的磁性颗粒,当它们暴露在磁场中时,它们可以上下旋转,从而提供显示图像所需的颜色对比度。

将像素暴露在磁铁中,可以对它们进行编程,使其在拉力或推力磁场中显示白色或橙色,这种状态称为极化。对于一些由氧化铁磁性颗粒制成的像素,可以用相对弱的磁场来改变偏振。但也包含钕颗粒的像素的偏振更难改变——需要强磁脉冲。

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材料科学与工程助理教授 Abdon Pena-Francesch(左)和材料科学与工程博士生 Zane 张(右)在显微镜下观察鱿鱼皮。研究人员根据动物的色素囊来确定屏幕像素的大小。图片来源:Jeremy Little,密歇根工程公司

将屏幕放在具有不同强度和方向的磁体网格上可以选择性地改变屏幕某些部分的偏振,导致在相同的磁场方向下一些像素翻转白色,而另一些像素翻转橙色。这就是图像的编码方式。

然后,图像可以在任何弱的情况下显示,包括一块普通磁铁。但由于氧化铁颗粒可以用相对较弱的场重新编程,私人可以用第二个磁栅显示,该磁栅有选择地重写屏幕某些区域的翻转方式。当返回到标准磁铁时,像素恢复到原来的偏振状态以显示公共图像。

可以从单个公共图像中显示多个私有图像,每个图像都有一个唯一的密钥。解码密钥还可以编程为仅与特定的编码密钥一起使用,以提高安全性。

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色素囊散布在这个鱿鱼标本的大部分表面上。图片来源:Jeremy Little,密歇根工程公司

该团队通过研究鱿鱼和章鱼来决定屏幕的分辨率,它们通过扩张和收缩皮肤中的色素囊来改变颜色。

“如果你把珠子做得太小,颜色的变化就会变得太小而看不见,”密西根大学博士生 Zane 张说。和工程以及该研究的第一作者。“鱿鱼的色素囊具有优化的尺寸和分布,可以提供,所以我们调整了我们的设备以匹配它们的尺寸。”

更多信息:张增豪等人,用于信息显示、内存和加密的Janus Swarm超材料,先进材料(2024)。DOI:10.1002/adma.202406149

引文:受鱿鱼和章鱼的启发,新屏幕无需电子设备即可存储和显示加密图像(2024 年 9 月 16 日)检索日期:2024 年 9 月 16 日来自 https://techxplore.com/news/2024-09-squids-octopi-screen-displays-encrypted.html

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