×

Образец ультратонкого и сверхгибкого электронного материала, который можно распечатать и развернуть как газету для сенсорных экранов будущего.

Университет RMIT создал сенсорный экран,

который можно свернуть в трубку.

Исследователи разработали ультратонкий и ультрагибкий электронный материал для сенсорных экранов будущего, который можно было бы напечатать и развернуть как газету. Новая технология позволяет создать сенсорный материал в 100 раз тоньше существующих, и настолько гибкий, что его можно свернуть в трубку.

Чтобы создать новый проводящий лист, команда университета RMIT использовала тонкую плёнку, обычную для сенсорных экранов сотовых телефонов, и с помощью химии жидких металлов, сократила её… на одно измерение... сделав двумерной. Как и более «солидные» собратья-предшественники, тончайшие нанослойные листовые образцы легко совместимы с существующими электронными технологиями. Но в отличие от прежних экранов, в перспективе, благодаря своей невероятной гибкости вполне могут производиться рулонным способом, как газеты.

Исследование, проведённое совместно с сотрудниками UNSW, Университета Монаш и Центра передовых технологий ARC в области технологий низкоэнергетической электроники будущего (FLEET), опубликовано в журнале Nature Electronics.

Ведущий исследователь доктор Торбен Даенеке, научный сотрудник Австралийского исследовательского совета DECRA в RMIT, говорит, что большинство сенсорных экранов сотовых телефонов были сделаны из прозрачного материала – оксида индия и олова (ITO), – который был очень проводящим, но также и очень хрупким. А теперь «мы взяли старый материал и преобразовали его изнутри, чтобы создать новую версию, которая будет чрезвычайно тонкой и гибкой».

«Вы можете согнуть его, – продолжает он. – Вы можете повернуть его, и вы можете сделать это намного дешевле и эффективнее, чем медленный и дорогой способ, которым мы в настоящее время производим сенсорные экраны».

К тому же двухмерность делает его более прозрачным и пропускает больше света. А значит, сотовый телефон с таким сенсорным экраном будет потреблять меньше энергии». Даенеке предполагает, что время автономной работы устройства может увеличиться примерно на 10%.

И хотя тут тоже есть свои неудобства, они легко устранимы. Будучи полностью гибким, новый тип ITO поглощает всего 0,7% света по сравнению с 5-10% проводящего стекла стандартных сенсорных экранов. Как было уже сказано, это экономит энергозатраты, но может сказываться на функционале сомой плёнки. Поэтому, чтобы сделать материал более электронно-проводящим, вы просто добавляете больше слоёв!

По словам Даенеке, этот простой новаторский подход решает проблему, ранее считавшуюся неразрешимой: «Нет другого способа сделать этот полностью гибкий, проводящий и прозрачный материал, кроме нашего нового метода жидкого металла», – заявляет он и уточняет: «До сих пор это было невозможно – люди просто предполагали, что это невозможно».

Очумелые ручки.

Современный способ изготовления прозрачного тонкоплёночного материала, используемого в стандартных сенсорных экранах, представляет собой медленный, энергоёмкий и дорогой периодический процесс, проводимый в вакуумной камере. А чтобы создать новый тип атомно-тонкого оксида индия и олова (ITO), исследователи использовали метод так называемой жидкометаллической печати, что, конечно, звучит очень мудрёно и подразумевает невероятную технологическую сложность процесса.

Однако «прелесть в том, что наш подход не требует дорогостоящего или специализированного оборудования», – говорит Даенеке. – «Это можно сделать даже на домашней кухне».

Для этого сплав индия и олова нужно нагреть до 200°С. Так он станет жидким, будет легче окисляться, и его можно будет раскатать тонким слоем по ровной поверхности, чтобы получились нанотонкие листы оксида индия и олова. Получившиеся двухмерные атомно-тонкие плёнки имеют тот же химический состав, что и стандартный оксид, но у них другая кристаллическая структура. Именно она придаёт им новые механические и оптические свойства.

Фактически, разработчики «показали, что можно создавать печатную, более дешёвую электронику, используя ингредиенты, которые можно купить в магазине, печатая на пластике, чтобы сделать сенсорные экраны будущего».

Выход на рынок не за горами

Исследовательская группа теперь использовала новый материал для создания работающего сенсорного экрана в качестве подтверждения концепции и подала заявку на патент на технологию.

Материал также может быть использован во многих других оптоэлектронных приложениях, таких как светодиоды и сенсорные дисплеи, а также потенциально в будущих солнечных элементах и ​​интеллектуальных окнах.

«Мы очень рады, что теперь находимся на стадии, когда можем изучить возможности коммерческого сотрудничества и работать с соответствующими отраслями промышленности, чтобы вывести эту технологию на рынок», – сказал Даенеке.


По материалам EurekAlert!