Inženjeri su izumili poluvodič izrađen od tankog fleksibilnog hibridnog materijala koji se u bliskoj budućnosti može koristiti za prikaze na elektroničkim uređajima.
Inženjeri u velikim korporacijama razmišljali su o dizajnu sklopivog i fleksibilnog zaslona za elektroniku uređaji poput računala i mobilnih telefona. Cilj je zaslon koji bi izgledao poput papira, tj. bio bi savitljiv, ali bi također funkcionirao elektronički. Samsung, jedan od najvećih proizvođača mobilnih telefona na svijetu, vrlo će vjerojatno uskoro lansirati savitljivi mobitel. Razvili su fleksibilan organski svjetlosna dioda (OLED) ploča koja ima nesalomljivu površinu. Lagana je, ali čvrsta i robusna te može izdržati visoke temperature. Njegova najznačajnija značajka bila bi da se ovaj zaslon neće slomiti ili oštetiti ako uređaj padne – najveći izazov s kojim se danas susreću dizajneri zaslona mobilnih telefona. Obični LCD zaslon nastavlja prikazivati čak i kada je savijen, ali tekućina unutar njega postaje pogrešno poravnata i stoga se prikazuje iskrivljena slika. Novi fleksibilni OLED zaslon mogao bi se saviti ili zakriviti bez iskrivljenja zaslona, međutim, još uvijek neće biti potpuno sklopiv. Fleksibilnost se može dodatno povećati korištenjem fleksibilnijih nanožica u budućnosti. Zaslon sa svjetlosnom diodom s kvantnom točkom fleksibilniji je zbog upotrebe nano-kristala za proizvodnju visokokvalitetnog oštrog svjetla. Zasloni i dalje moraju biti zatvoreni u staklo ili drugi materijal radi zaštite.
Novi materijal za izradu fleksibilnih ekrana
U nedavnoj studiji objavljenoj u Advanced Materials inženjeri s Australskog nacionalnog sveučilišta (ANU) po prvi su put razvili poluvodič napravljen od organski i anorganski materijal koji učinkovito pretvara električnu energiju u svjetlost. Ovaj poluvodič je ultratanak i vrlo fleksibilan što ga čini jedinstvenim. The organski dio uređaja, važan dio poluvodiča ima debljinu od samo jednog atoma. Anorganski dio je također malen, debljine oko dva atoma. Materijal je konstruiran postupkom nazvanim 'kemijsko taloženje iz pare', sličnim izgradnji trodimenzionalne strukture iz 3D opisa. Poluvodič se ne može vidjeti golim okom, on leži između zlatnih elektroda na čipu veličine 2 cm x 1 cm koji ima funkcionalni tranzistor. Jedan takav čip može držati tisuće krugova tranzistora. Elektroda služi kao ulazna i izlazna točka električne energije. Okarakterizirana su jednom konstruirana optoelektronička i električna svojstva materijala. Ova hibridna struktura od organski a anorganske komponente pretvaraju električnu energiju u svjetlost koja potom omogućuje prikaz na mobilnim telefonima, televizorima i drugim uređajima. Vidi se da je emisija svjetla oštrija i bolja za zaslone veće rezolucije.
Takav materijal može se koristiti u bliskoj budućnosti za savijanje uređaja – primjerice mobitela. Oštećenje ekrana ili zaslona vrlo je česta pojava kod mobitela i ovaj materijal može priskočiti u pomoć. Uz rastuću popularnost i potražnju za pametnim telefonima s većim zaslonima, potreba vremena je imati izdržljivost kako zaslon ne bi bio sklon ogrebotinama, lomovima ili padu itd. Hibridna struktura ima prednost u smislu učinkovitosti u odnosu na tradicionalne poluvodiče koji su u potpunosti napravljen od silicija. Ovaj materijal bi se mogao koristiti za izradu ekrana za mobilne telefone, televiziju, digitalne konzole itd., a možda i za izradu računala jednog dana i ili za izradu mobilnog telefona jakim kao superračunalo. Istraživači već rade na proizvodnji ovog poluvodiča u većem obimu kako bi se mogao komercijalizirati.
Suočavanje s elektroničkim otpadom
Procjenjuje se da će se u 2018. proizvesti ukupno gotovo 50 milijuna tona elektroničkog otpada (e-otpada), a vrlo ograničene količine će se reciklirati. E-otpad predstavlja elektroničke uređaje i opremu koji su došli do kraja svog životnog vijeka i treba ih odbaciti, uključujući stara računala, uredsku ili zabavnu elektroničku opremu, mobilne telefone, televiziju itd. Ogromna količina e-otpada velika je prijetnja okolišu i sigurno će uzrokovati nepopravljivu štetu našim prirodnim resursima i okolini. Ovo otkriće je polazna točka za dizajniranje elektroničkih uređaja koji pokazuju visoke performanse, ali su izrađeni od organski 'bio' materijala. Kad bi mobilni telefoni bili izrađeni od savitljivog materijala, bilo bi ih lakše reciklirati. Time će se smanjiti e-otpad koji se godišnje stvara diljem svijeta.
Budućnost sklopivih i fleksibilnih elektroničkih uređaja bit će vrlo uzbudljiva. Inženjeri već razmišljaju o zaslonima koji se mogu kotrljati na kojima se uređaji mogu smotati kao svitak. Najnapredniji tip zaslona bi bio koji se može saviti, zakriviti ili čak zgnječiti poput papira, ali može nastaviti prikazivati uredne slike. Drugo područje je korištenje 'aukstetičkih' materijala koji postaju deblji kada se rastežu i koji mogu apsorbirati visoke energetske udare i samoporavnati kako bi ispravili bilo kakvo izobličenje. Takvi bi uređaji bili lagani, ali fleksibilni.
***
Izvor (i)
Sharma A i sur. 2018. Učinkovito i o sloju ovisno ekscitonsko pumpanje kroz atomski tanke organsko-anorganske heterostrukture tipa I. Advanced Materials. 30 (40).
https://doi.org/10.1002/adma.201803986
***
