Inženirji so izumili polprevodnik, izdelan iz tankega fleksibilnega hibridnega materiala, ki ga bo mogoče v bližnji prihodnosti uporabiti za zaslone na elektronskih napravah.
Inženirji velikih korporacij so si prizadevali oblikovati zložljiv in prilagodljiv zaslon za elektroniko Naprave kot so računalniki in mobilni telefoni. Cilj je zaslon, ki bi bil na otip kot papir, tj. upogljiv, hkrati pa bi deloval elektronsko. Samsung, eden največjih proizvajalcev mobilnih telefonov na svetu, bo po vsej verjetnosti zelo kmalu na trg poslal upogljivi mobilni telefon. Razvili so prilagodljivo organsko plošča s svetlečimi diodami (OLED), ki ima nezlomljivo površino. Je lahek, a trden in robusten ter lahko prenese visoke temperature. Njegova najbolj izjemna lastnost bi bila, da se ta zaslon ne bo zlomil ali poškodoval, če naprava pade – največji izziv, s katerim se danes soočajo oblikovalci zaslonov mobilnih telefonov. Običajni zaslon LCD še naprej prikazuje, tudi če je upognjen, vendar se tekočina v njem ne poravna, zato je prikazana popačena slika. Novi upogljivi zaslon OLED je mogoče upogniti ali ukriviti, ne da bi popačil zaslon, vendar še vedno ne bo popolnoma zložljiv. Fleksibilnost je mogoče še povečati z uporabo bolj fleksibilnih nanožic v prihodnosti. Zaslon s svetlečimi diodami s kvantnimi pikami je bolj prilagodljiv zaradi uporabe nanokristalov za ustvarjanje visokokakovostne ostre svetlobe. Zasloni morajo biti še vedno zaprti v steklo ali drug material za zaščito.
Nov material za izdelavo fleksibilnih zaslonov
V nedavni študiji, objavljeni v Napredni materiali inženirji z Avstralske nacionalne univerze (ANU) so prvič razvili polprevodnik iz organsko in anorganski material, ki učinkovito pretvarja elektriko v svetlobo. Ta polprevodnik je ultra tanek in zelo prilagodljiv, zaradi česar je edinstven. The organsko del naprave ima pomemben del polprevodnika debelino le enega atoma. Tudi anorganski del je majhen, debel približno dva atoma. Material je bil izdelan s postopkom, imenovanim "kemično naparjevanje", ki je podoben gradnji 3-dimenzionalne strukture iz 2D opisa. Polprevodnika ni mogoče videti s prostim očesom, leži med zlatima elektrodama na čipu velikosti 1 cm x 1 cm, ki ima delujoč tranzistor. En tak čip lahko vsebuje na tisoče tranzistorskih vezij. Elektroda služi kot vhodna in izhodna točka električne energije. Ko so bile konstruirane, so bile opisane optoelektronske in električne lastnosti materiala. Ta hibridna struktura organsko anorganske komponente pretvarjajo elektriko v svetlobo, ki nato zagotavlja prikaz na mobilnih telefonih, televizorjih in drugih napravah. Emisija svetlobe je pri zaslonih z višjo ločljivostjo ostrejša in boljša.
Tak material bo mogoče v bližnji prihodnosti uporabiti za upogibanje naprav – na primer mobilnih telefonov. Poškodba zaslona ali zaslona je pri mobilnih telefonih zelo pogosta in ta material lahko priskoči na pomoč. Z naraščajočo priljubljenostjo in povpraševanjem po pametnih telefonih z večjimi zasloni je nujna potreba po vzdržljivosti, tako da zaslon ni nagnjen k praskam, zlomom ali padcem itd. Hibridna struktura ima prednost glede učinkovitosti pred tradicionalnimi polprevodniki, ki so v celoti izdelan iz silicija. Ta material bi lahko uporabili za izdelavo zaslonov za mobilne telefone, televizijo, digitalne konzole itd. in morda nekega dne zgradili računalnike in ali naredili mobilni telefon tako močan kot superračunalnik. Raziskovalci že delajo na proizvodnji tega polprevodnika v večjem obsegu, da bi ga lahko komercializirali.
Boj z elektronskimi odpadki
Ocenjuje se, da bo v letu 2018 skupno proizvedenih skoraj 50 milijonov ton elektronskih odpadkov (e-odpadkov), zelo omejena količina pa bo reciklirana. E-odpadki so elektronske naprave in oprema, ki so dosegle konec svoje življenjske dobe in jih je treba zavreči, vključno s starimi računalniki, pisarniško ali zabavno elektronsko opremo, mobilnimi telefoni, televizijo itd. Ogromne količine e-odpadkov so velika grožnja okolju in bo zagotovo povzročil nepopravljivo škodo našim naravnim virom in okolici. To odkritje je izhodišče za oblikovanje visoko zmogljivih elektronskih naprav, ki pa so narejene iz organsko 'bio' materialov. Če bi bili mobilni telefoni narejeni iz prožnega materiala, bi jih bilo lažje reciklirati. To bo zmanjšalo letno ustvarjene e-odpadke po vsem svetu.
Prihodnost zložljivih in prilagodljivih elektronskih naprav bo zelo navdušujoča. Inženirji že razmišljajo o zložljivih zaslonih, kjer je mogoče naprave zviti kot zvitek. Najbolj napredna vrsta zaslona bi bila, ki se lahko zloži, ukrivi ali celo zdrobi kot papir, vendar lahko še naprej prikazuje čedne slike. Drugo področje je uporaba 'avkstetičnih' materialov, ki postanejo debelejši, ko so raztegnjeni in ki lahko absorbirajo visoke energijske udarce in se sami prilagodijo, da popravijo kakršno koli popačenje. Takšne naprave bi bile lahke, a prilagodljive.
***
Vir (i)
Sharma A et al. 2018. Učinkovito in od slojev odvisno ekscitonsko črpanje čez atomsko tanke organsko-anorganske heterostrukture tipa I. Napredni materiali. 30 (40).
https://doi.org/10.1002/adma.201803986
***
