Ученые из Университета Сассекса нашли решение проблемы хрупких экранов смартфонов. Новая технология печати, сочетающая серебро и графен, поможет создавать более дешевые и гибкие, экологически чистые экраны.
Профессор Алан Далтон и его команда разработали новый способ создания смартфонов с сенсорным экраном, которые дешевле, менее хрупки и более экологичны. Кроме того, новый подход также обещает устройства, которые потребляют меньше энергии.
Доктор Matthew Large (University of Sussex) сгибает экран, сделанный из акрилового пластика, покрытого серебряными нанопроволоками и графеном, чтобы проиллюстрировать вид сенсорных экранов, которые потенциально могут быть получены с использованием нового подхода.
Credit: Dr Matthew Large
Проблема заключалась в том, что оксид индия-олова, который в настоящее время используется для изготовления экранов для смартфонов, является хрупким и дорогостоящим. Первичный компонент, индий, также является редким металлом и экологически опасен. Серебро, которое, как было показано, является лучшей альтернативой оксиду индия-олова, также дорого. Прорыв физиков из Университета Сассекса состоял в том, чтобы объединить серебряные нанопроволоки с графеном - двухмерным углеродным материалом. Новый гибридный материал соответствует производительности существующих технологий, при этом значительно дешевле.
В частности, предлагается новый способ сборки этих материалов. Графен - это один слой атомов и может плавать в воде. Создав специальный штамп, ученые могут подобрать слой атомов и уложить его поверх серебряной нанопроволочной пленки в узор. Сам штамп сделан из полидиметилсилоксана - такой же силиконовый каучук, как используемый в кухонной посуде и медицинских имплантатах.
Профессор Алан Далтон из школы математики и физической науки при Университете Сассекса говорит:
«Серебряные нанопроволоки ранее использовались в сенсорных экранах, но никто не пытался их сочетать с графеном. Что интересно, так это то, как мы кладем слой графена. Графеновые частицы плавают на поверхности воды , затем забираем их резиновой печатью и кладем ее поверх серебряной пленки из нанопроволоки в любом стиле, который нам нравится».
«Добавление графена в сеть из серебряных нанопроволок также увеличивает его способность проводить электричество примерно в десять раз. В результате экраны будут более отзывчивыми и потребляют меньше энергии».
И этот прорывной метод может быть масштабирован. Поскольку относительно просто совместить серебряные нанопроволки и графен в больших масштабах с использованием распылительных машин и узорчатых роликов. И все это означает, что хрупкие экраны мобильных телефонов могут скоро уйти в прошлое.
Доктор Мэтью Ладж, ведущий исследователь проекта в школе математики и физической науки в Университете Сассекса, говорит:
«Одна из проблем с использованием серебра заключается в том, что он окисляется на воздухе. Мы обнаружили, что слой графена предотвращает это. Мы также увидели, что при неоднократном изгибе гибридных пленок электрические свойства не меняются. Это открывает путь к тому, чтобы в один прекрасный день разработать полностью гибкие устройства».
Источник: Matthew J. Large, Sean P. Ogilvie, Sultan Alomairy, Terence Vöckerodt, David Myles, Maria Cann, Helios Chan, Izabela Jurewicz, Alice A. K. King, Alan B. Dalton. Selective Mechanical Transfer Deposition of Langmuir Graphene Films for High-Performance Silver Nanowire Hybrid Electrodes. Langmuir, 2017; DOI: 10.1021/acs.langmuir.7b02799