回复墨水的未来
回复工程奇迹!
我在肯特州立大学液晶研究所的同事正在研究柔性液晶显示技术。柔性显示电子书的外观和感觉更像一本普通的书，而不像死板的Gameboy或PDA。
以下是关于肯特州立大学柔性LC显示器专利的信息:
http://www.techtrans.kent.edu/abstracts/241.pdf< p>更重要的是，肯特州立大学的科学家还发明了一种“无电源”双稳态显示技术，仅在图像改变时使用电池电源。这些现在可从肯特显示公司标牌和作为USB闪存驱动器上的显示器。详见
http://www.kentdisplays.com/是的，可以将灵活性与双稳定性结合起来。参见John West教授小组的这篇论文:
http://www.lci.kent.edu/westlab/publications/PDF%20publications/2005_west/EABuyuktanir_SID2005_Boston_62-4published.pdf(第一作者Ebru Buyuktanir即将完成博士学位，并将在明年的某个时候进入就业市场。如果您想招募她加入您的组织，您可以在http://www.lci.kent.edu/students.html的目录中找到她的电子邮件。)
我从2005年夏天就在LCI工作了，很高兴能加入这样一个创新和令人兴奋的组织!
-Robin Selinger，教授，化学物理跨学科项目，肯特州立大学液晶研究所
我们机万博体育平台械师知道我们这个时代的所有挑战。不久前，我发表了一篇题为< A href="/node/9">的文章，题为< A href="/node/9">让我们抓住这个时代最大的机遇，其中我谈到了iMech。这个条目引出了这个网站的名字:iMechanica。万博manbetx平台
作为对墨水的未来< div class="field- name-comment-body field-type-text-long field-label-hidden">
造纸业是制造业中二氧化碳排放量第四高的行业，引用于今天的纽约时报。又多了一个转向电子阅读器的理由。
michael刚买了一台新的索尼电子阅读器。这绝对是一个工程奇迹!它比便宜的平装书读起来好。这些字看起来很清晰，有印刷在纸上的感觉。看起来电子阅读器并不会比普通的书更累眼睛。
屏幕比平装书的一页略小。对于阅读小说来说，这个尺寸似乎是理想的，但对于技术书籍来说，我认为它太小了，因为我们希望在同一页上看到文字、方程和数字。
Michael已经答应写一篇关于他使用电子阅读器的经历的文章。
iRex iLiad支持手写注释，也就是所谓的"annotation "。使用触控笔，你可以在触摸屏上写字，就像在普通的纸上写字一样。然后将注释保存到闪存中，以便在查看特定页面时进行调用。大多数评测者称，在响应性和准确性方面，触摸屏“与Palm Pilot类似”。
感谢Michael向我介绍电子书这一新兴技术。
我突然想到，我喜欢书籍或印刷文章的另一个原因是我可以在阅读的文本旁边写下闪现的想法或画出直观的图形。每次复习或与他人讨论时，手写的脚注对我来说都是非常重要的提醒。由于它不像书签那么简单，我想知道电子书是否有这种功能，比如易于书写和删除。为了完全取代文件，也可以考虑这个问题。
感谢Michael对电子书如此出色的概述。可以预见，由于无线带宽和处理器技术的最新发展，移动显示的需求将呈指数级增长。移动阅读特别重要的是便携性、更高的信息内容、在动态环境中舒适的阅读和低功耗。目前的显示技术，如LCD，仍然无法与印刷纸张的阅读体验相匹配。正如Michael所提到的，LCD目前存在功耗和视角限制等问题。事实上，在目前的笔记本电脑和PDA设备中，LCD的显示和背光消耗了很大一部分电池电量。
微封装电子显示器，即i-ink方法，使用数百万个微小的微胶囊，每个微胶囊都含有带电的亚微米颜料，这些颜料在外部施加的场下移动以形成图像。例如，每个微胶囊都含有悬浮在透明液体中的带正电的白色颗粒和带负电的黑色颗粒。这些胶囊充当液体和颗粒容器，夹在透明电极(置换表面)和电极网格(背面)之间，这样就可以单独定位像素。 The resolution is eventually determined by the electrode grids not the capsule size. Subcapsule addressing can be achieved. Changing the voltage polarity can cause white or black nanoparticles to move to the display surface to lighten or darken a pixel. Each microcapsule can be controlled by several electrode lines to induce a mixture of white and black nanoparticles on the displace surface in a finer scale, which gives gray scale. The flow of nanoparticles in the fluid is essential to the technique and of interest from a mechanics point of view. The response time will depend on the mobility of the particles M (or viscosity of the fluid). The motion of small particles in a liquid is in the realm of very low Reynolds numbers so that the drag force overwhelms. So the particle reaches its steady velocity almost instantly. Consider two parallel electrodes separated by d, the driving force is proportional to V/d (field strength), the velocity is ~MV/d. The response time is the time to transit particles from back to the front, taking time ~ d^2/(MV). Thus the response time can be reduced by using lower viscosity, closer electrodes or higher voltage. Another interesting aspect is the image display time after the electric field is removed. The materials need to be designed so that it is "sticky" to the surface against any vibration or Brownian motion. One the other hand, the adhesion should be small enough so that the electric field can easily move them from the display surface to the back. Flexibility of the display is coupled to the flexibility of the electrodes, where mechanics and materials issue also come in.
Making colorful display is still a challenge for the microencapsulated electronic display. I learned from some news that first generation has been made by utilizing a color-filter array. I guess eventually some intrinsic color particle arrangement will be the solution, which would require higher degree of control and design.
虽然电子墨水的出现使电子书等新颖的显示设计成为可能，但设计这些设备的机械和材料方面的挑战仍然是电子书和其他柔性显示产品未来成功的技术障碍。例如，这些有机电子产品非常容易受潮，因此需要一个封装层。这种层通常由有机和无机材料交替的子层组成，以提供坚固性和气密性。对封装层的机理认识和材料选择还很不成熟。显示器表面的抗划伤性是另一个问题。目前用于保护LCD显示器表面的材料是无机的，并不一定适合柔性显示器的设计。当前电子墨水技术的一个特别缺点是刷新率慢(翻页大约需要1秒)，这可能与微胶囊的大小和黑色/白色亚胶囊在流体中的扩散有关。
这周我参加了NIST关于纳米制造的研讨会。正如业内人士所指出的，显示产品面临的一个关键挑战是缺陷检测。虽然显示器功能层的缺陷基本上是设备故障的主要原因，但对此类缺陷的有效计量方法是不可用的。 As for roll-to-roll printing, the layer-to-layer registration and alignment are particularly critical and more challenging for manufacturing large area displays, compared to manufacturing thin-film solar cells.
In two earlier posts (here and here), I listed some review papers on flexible electronics, including one paper particularly addressing materials challenges.
Current available products of e-books are not flexible yet. But more and more prototypes of flexible displays are coming, see here and here for two examples.
Teng:
非常感谢您提供的关于这项令人着迷的技术的丰富信息。自从迈克尔知道你和我正在研究宏观电子学的微观力学，他就一直劝我去看电子书。你有没有看到电子书技术中特别提到的材料和力学问题?电子书在什么意义上是可弯曲的显示器?
顺便说一下，你忘了在最后一句话加一个超链接。
我去年在《科学美国人》上读到一篇关于电子报纸的文章。它告诉我们，世界上有两家公司已经生产出了既便宜又有用的电子报纸。电子报纸可以像我们每天读的报纸一样卷曲!下面的链接是IBM的设计。
http://www-03.ibm.com/technology/designconsulting/port_newspaper.html可能几年后我们还会用到它。但我认为也有很多问题。首先，污染非常严重。我们能在工业中控制它吗?其次，我们的眼睛也是一个问题。世界上有许多四眼鱼，其中大多数是由坐在电脑前面引起的。电子墨水也可能引起同样的问题。 That is the real questions I want to think about. Maybe some people can answer me. Thank you!
关于墨水的未来
Michael，我对你对电子书研究的深度感到惊讶。感谢您为我们指出了这一新兴技术的各个参与者的链接。
平板视频显示器(如液晶电视、OLED电视)的主要挑战是尺寸和成本，而电子书的一个特别挑战是分辨率。正如Michael指出的那样，印刷报纸和书籍的分辨率约为300~400dpi，这是舒适阅读分辨率的经验法则。电子墨水的分辨率很大程度上取决于微胶囊的大小。目前，各种使用电子墨水的电子纸的原型已经展示了300dpi的分辨率(一些例子见here)。电子书的可读性迟早会提高到可以接受的程度。另外，如果文本的分辨率高于400 dpi，人眼几乎分辨不出差异。因此，解决方案不会对电子书构成长期挑战。
目前索尼电子书的价格在400美元左右，大约是iPod nano的两倍。 The widespread use of e-book (or further replacement of traditional paper-based books and newspaper) essentially depends low cost. One promising way to effectively decrease the cost of e-book is to fabricate through roll-to-roll printing (see here for an illustration). While roll-to-roll printing has been used to fabricate thin-film solar cells at low cost (e.g.,see here and here ), its application to display fabrication is still at infancy. Various technical hurdles exist, such as impurity due to contact, damage due to handling, and yield management, not to mention financial challenges for both fundamental research and volume production facility.
Technical and finacial challenges aside, flexible displays projects huge market potential, about $2 billion by 2015 and will experience substancial growth in the next five years (for example, see here for a recent study on flexible display revenue by applications).
关于对图书未来的猜测< p>< p>我认为电子书只是纸质书的延伸。因此，可以想象，它们将完全取代普通书籍。但我不认为纸质书会过时，而是会成为奢侈品，就像珠宝一样。Neal Stephenson的小说《钻石时代》(The Diamond Age)就沿着这条思路进行了推测。
然而，书面文字绝对不是知识传播甚至交流的最终形式。这是目前为止我们想出的最好的。< / p > < p >想象。如果某个全能的上帝想让某人建造，比如说，一只方舟，这位上帝会写张纸条寄给他吗?当然不是。神可能会把它以梦的形式送给凡人，连同所有必要的感觉和思想，以确保完全理解。事实上，梦(或模拟思想和感官的东西)将是理想的交流形式。
Knowledge distribution, also, would probably benefit from having exact simulation of thought, so mastery of a topic would be a simple process of downloading knowledge into your brain.
斯坦福大学正在讨论一个无书图书馆，可能在2020年——从现在起短短15年。
大多数研究人员已经下载了期刊文章，但仍然在纸上打印文章。我想知道像电子墨水这样的技术是否会在未来10年内改变人们的习惯。
一旦这项技术被证实，我们可能还会有一些社会学的争论。书籍会永远与我们同在，还是仅仅是一个历史的偶然?如果所有的知识都是相互联系的，我们为什么还要为电子书或纸质书而烦恼呢?
目前书本的尺寸便于知识的传播。但实际上，一本书对于人的注意力来说太长了，对于任何实质性的主题来说又太短了。一旦电子阅读器流行起来，也许书籍作为一种出版形式将走向终结。书籍也可以成为历史文物，用作浪漫和怀旧的场合，就像今天的蜡烛一样。
也许我们应该把这样的猜测留给更有能力的人，而把重点放在利用机制来推进技术上。
For some time Teng Li has been writing a wonderful blog on large area electronics. The blog aims to link applications to technology and to mechanics.
在我看来，电子书对我们技工来说象征着两个方面。万博体育平台这项技术的核心是机械原理。内容正在数字化。这两方面都将伴随我们很长时间。前面的评论集中在第一个方面，现在我想谈谈第二个方面。
Michael非常喜欢他的电子阅读器，但他一直告诉我，人们采用这种奇妙技术的障碍是版权:人们对内容的选择非常有限。索尼书店只提供大约1万种图书。
也许我们应该耐心点。事情正在发生变化，尽管变化缓慢。在之前的评论中，我注意到Springer已经宣布他们将提供大量电子书格式的图书。法律专家也在讨论改革版权法。
在人类追求知识的漫长历史中，版权必然是一个历史偶然。 It is contingent upon a sequence of events, mostly technological, such as the invention of press, paper, and book. Now the technology of knowledge distribution and storage has changed, so should the law.
I grow up in a country where there has been disregard for copyright, a fact that has long been widely criticized. Is my old country simply ahead of time, however ironic, or should it enforce stringent copyright law, which seems to be of dubious merit for future?
I hope someone with more knowledge to illuminate us on these issues.
Update on 19 November 2006. Publishing industries share many similarities with the music industries. Here is today's post by Micheal Arrington, of Techcrunch, entitled Replacing DRM with a Music Tax Is Incredibly Stupid.
Update on 20 November 2006. Posts in Techdirt by Mike on the textbook industry and newspaper industry.