Zespół naukowców z brytyjskiego Uniwersytetu Sussex ogłosił właśnie wyniki swoich badań nad nowymi elastycznymi ekranami do smartfonów.

Prace prowadzone pod kierownictwem profesora Alana Daltona doprowadziły do opracowania technologii pozwalającej na wytwarzanie ekranów odpornych na uszkodzenia mechaniczne, a przy tym giętkich, bardziej czułych, nieulegających matowieniu pod wpływem powietrza i zużywających dużo mniej energii.

Obecnie przy produkcji ekranów używa się tlenku indu i cyny – niezbyt wytrzymałego, dość drogiego i rzadkiego materiału. Podejmowano próby zastąpienia go srebrem, jednak najlepsze rezultaty przyniosło połączenie srebrnych nanodrucików z grafenem. W ten sposób udało się uzyskać materiał o grubości kilku atomów (wymiar 2D) i parametrach zbliżonych do wytwarzanych przy użyciu obecnie stosowanych technologii. Co więcej koszt jego produkcji jest dużo niższy.

Wytwarzanie ekranów odbywa się w kilku stosunkowo prostych etapach. Najpierw warstwa grafenu o grubości jednego atomu jest umieszczana w wodzie. Dzięki swoim właściwościom bez problemu unosi się ona na powierzchni cieczy i rozkłada się równomiernie bez fal lub zagięć. Następnie przykłada się do niej coś w rodzaju stempla wykonanego z polidimetylosiloksanu – materiału, z którego wytwarza się stosowane w prawie każdej kuchni silikonowe formy do ciast. Sam stempel umożliwia bezproblemowe przeniesienie warstwy grafenu na folię wykonaną ze srebrnych nanodrucików i voilà – ekran gotowy.

Profesor Dalton powiedział, że ta przełomowa metoda jest całkowicie skalowalna i byłoby dość łatwo przystąpić do masowego łączenia grafenu ze srebrnymi nanodrucikami wykorzystując maszyny rozpylające i wzorowane walce.

„And this breakthrough technique is inherently scalable. It would be relatively simple to combine silver nanowires and graphene in this way on a large scale using spraying machines and patterned rollers.”

Dzięki temu kruche ekrany smartfonów mogłyby w nieodległej przyszłości stać się jedynie wspomnieniem.

„This means that brittle mobile phone screens might soon be a thing of the past.”

Dodał, że połączenie srebra ze srebrnymi nanodrucikami powoduje wzrost zdolności przewodzenia elektryczności (w stosunku do samego srebra) o około 10 tysięcy razy. Oznacza to, że przy produkcji można użyć ułamka dotychczasowej ilości srebra w celu uzyskania takiej samej lub lepszej wydajności. W rezultacie ekrany staną się bardziej czułe i mniej energochłonne.

“The addition of graphene to the silver nanowire network also increases its ability to conduct electricity by around a factor of ten thousand. This means we can use a fraction of the amount of silver to get the same, or better, performance. As a result screens will be more responsive and use less power.”

Jeden z członków zespołu badawczego – Dr Matthew Large zwrócił uwagę na fakt, iż srebro należy do materiałów łatwo matowiejących pod wpływem powietrza. Okazało się, że zapobiega temu warstwa grafenu – dzięki powstrzymywaniu zanieczyszczeń z powietrza przed oddziaływaniem na srebro.

„One of the issues with using silver is that it tarnishes in air. What we’ve found is that the graphene layer prevents this from happening by stopping contaminants in the air from attacking the silver.”

Ponadto przekazał, że wielokrotne zginanie folii nie powoduje zmian we właściwościach elektrycznych materiału – w odróżnieniu od folii nie zawierających grafenu. Utoruje to drogę do opracowania całkowicie elastycznych urządzeń.

“When we bend the hybrid films repeatedly the electrical properties don’t change, whereas you see a drift in the films without graphene that people have developed previously. This paves the way towards one day developing completely flexible devices.”

Wydaje się, że to nowe odkrycie może rzeczywiście przyczynić się do rewolucji na rynku smartfonów – zarówno uwagi na wytrzymałość nowego materiału jak i cenę jego wytworzenia.

Bardzo ciekawe będzie obserwowanie ewentualnych postępów w jego wdrażaniu do produkcji. Może to jednak nie być kwestia kilku chwil, a raczej ładnych paru lat, gdyż firmom wytwarzającym ekrany w oparciu o dotychczasowe osiągnięcia technologiczne muszą się najpierw zwrócić wielomiliardowe wydatki poniesione na badania i budowę zakładów produkcyjnych.

Źródła: sussex.ac.uk; źródła grafiki: sussex.ac.uk



Tagi: ekrany smartfonów, Grafen, Uniwersytet Sussex, zastosowania grafenu,

Dodaj komentarz

Bądź pierwszy!

Powiadom o
avatar
wpDiscuz