Een techniek ontleend aan oude ‘magische spiegels’ gebruikt vloeibare kristallen om beelden te verbergen. De plaatjes komen alleen tevoorschijn onder licht van het juiste soort.

Ramen en spiegels met vloeibare kristallen erin kunnen beelden verbergen die alleen tevoorschijn komen als er een specifiek soort licht op valt. De techniek, geïnspireerd op een 4000 jaar oude techniek voor het maken van ‘magische spiegels’, kan leiden tot betere 3D-beeldschermen.

Een magische spiegel of raam ziet er transparant uit totdat er bepaald licht op schijnt dat een geheime afbeelding onthult. Ambachtslieden in het oude China en Japan maakten al voor het jaar nul magische spiegels van brons die op vergelijkbare wijze beelden verborgen. Natuurkundigen begonnen pas zo’n vijftien jaar geleden te begrijpen hoe ze werken.

De tijd zal het ­leren
LEES OOK
De tijd zal het ­leren

Vast en vloeibaar

Felix Hufnagel, student natuurkunde en wiskunde aan de Universiteit van Ottawa in Canada en zijn collega’s gebruikten deze inzichten om een nieuw type magische spiegel en magisch raam te bouwen. Hun versies bevatten een zogenoemd vloeibaar kristal. Terwijl moleculen in vloeibare toestand vrij bewegen en in kristallen atomen georganiseerd zijn in strakke roosters, combineren vloeibare kristallen eigenschappen van beide: hun moleculen bewegen, maar zijn ook in patronen gerangschikt.

Veel televisieschermen maken gebruik van vloeibare kristallen: de kleur en andere eigenschappen van afzonderlijke pixels kunnen veranderen afhankelijk van de patronen van de moleculen. De nieuwe techniek gebruikt een soortgelijk verschijnsel, waarbij een elektrische spanning op de vloeibare kristallen wordt gezet om verschillende beelden te laten zien. ‘Door de oriëntatie van de moleculen aan te passen, bepalen we welk beeld zal worden gevormd,’ zegt Hufnagel.

Een magische spiegel onthult een afbeelding. Beeld: Hufnagel et al.

Juiste soort licht

Bij duizenden jaren oude spiegels zorgden kleine hobbels en inkepingen op het oppervlak ervoor dat het licht precies op de juiste manier weerkaatste om een beeld te vormen. Maar de magische ramen van vloeibaar kristal zijn volledig vlak en glad.

De onderzoekers konden ook precies bepalen welke eigenschappen het licht precies moet hebben om het verborgen beeld te onthullen, zoals bijvoorbeeld de juiste polarisatie. Als het verkeerde soort licht de spiegel raakt, vertoont die vage beelden of het negatief van het verborgen beeld. Maar met het juiste licht zien worden ze vanuit verschillende hoeken en afstanden duidelijk zichtbaar.

De onderzoekers denken dat dit betekent dat het kan worden gebruikt om projectoren voor 3D-beelden te verbeteren, die vaak alleen een scherp beeld laten zien als de kijker er vanuit precies de juiste plek naar kijkt.