Ingeniører har opfundet en halvleder lavet af et tyndt fleksibelt hybridmateriale, som kan bruges til skærme på elektroniske enheder i den nærmeste fremtid.
Ingeniører hos store virksomheder har søgt at designe en foldbar og fleksibel skærm til elektronisk enheder som computere og mobiltelefoner. Målet er en skærm, der vil føles som et papir, dvs. være bøjelig, men også fungere elektronisk. Samsung, en af de største mobiltelefonproducenter i verden, vil efter al sandsynlighed meget snart lancere en fleksibel mobiltelefon. De har udviklet en fleksibel Økologisk lysemitterende diode (OLED) panel, som har en ubrydelig overflade. Den er let, men robust og robust og kan modstå høje temperaturer. Dens mest bemærkelsesværdige egenskab ville være, at denne skærm ikke vil gå i stykker eller blive beskadiget, hvis enheden falder – den største udfordring, som designere af mobiltelefoner står over for i dag. En almindelig LCD-skærm fortsætter med at blive vist, selv når den er bøjet, men væsken inde i den bliver forkert justeret, og derfor vises et forvrænget billede. Den nye fleksible OLED-skærm kunne bøjes eller buede uden at forvrænge skærmen, men den vil stadig ikke være helt foldbar. Fleksibiliteten kan øges yderligere ved at bruge mere fleksible nanotråde i fremtiden. En quantum dot lysdiodeskærm er mere fleksibel på grund af brugen af nanokrystaller til at producere skarpt lys af høj kvalitet. Skærmene skal stadig indkapsles i glas eller andet materiale for at beskytte dem.
Et nyt materiale til at bygge fleksible skærme
I en nylig undersøgelse offentliggjort i Advanced Materials ingeniører fra The Australian National University (ANU) har for første gang udviklet en halvleder lavet af Økologisk og uorganisk materiale, som effektivt omdanner elektricitet til lys. Denne halvleder er ultratynd og meget fleksibel, hvilket gør den unik. Det Økologisk del af enheden, en vigtig del af halvlederen har en tykkelse på kun et atom. Den uorganiske del er også lille, omkring to atomer tyk. Materialet blev konstrueret ved en proces kaldet 'kemisk dampaflejring', svarende til at bygge en 3-dimensionel struktur ud fra en 2D-beskrivelse. Halvlederen kan ikke ses med det blotte øje, den hviler mellem guldelektroder på en chip på størrelse 1cm x 1cm med en funktionel transistor. En sådan chip kan rumme tusindvis af transistorkredsløb. Elektroden fungerer som indgangs- og udgangspunkt for elektricitet. Når først konstrueret opto-elektroniske og elektriske egenskaber af materialet blev karakteriseret. Denne hybride struktur af Økologisk og uorganiske komponenter omdanner elektricitet til lys, som derefter giver visning på mobiltelefoner, fjernsyn og andre enheder. Lysemissionen ses at være skarpere og bedre for skærme med højere opløsning.
Et sådant materiale kan bruges i den nærmeste fremtid til at gøre enheder bøjelige - f.eks. mobiltelefoner. Skærm- eller skærmskader er meget almindelige i mobiltelefoner, og dette materiale kan komme til undsætning. Med populariteten og efterspørgslen efter smartphones med større skærme vokser, er timens behov for at have holdbarhed, så skærmen ikke er tilbøjelig til ridser eller brud eller fald osv. Hybridstrukturen er fordelagtig med hensyn til effektivitet i forhold til traditionelle halvledere, som er udelukkende lavet af silicium. Dette materiale kunne bruges til at bygge skærme til mobiltelefoner, fjernsyn, digitale konsoller osv. og måske bygge computere en dag og eller gøre en mobiltelefon så stærk som en supercomputer. Forskere arbejder allerede på at producere denne halvleder i større skala, så den kan kommercialiseres.
Håndtering af elektronisk affald
Det anslås, at 2018 vil blive produceret i alt næsten 50 millioner tons elektronisk affald (e-affald), og meget begrænset mængde vil blive genanvendt. E-affald udgør elektroniske enheder og udstyr, som har nået slutningen af deres levetid og skal kasseres, herunder gamle computere, kontor- eller underholdningselektronik, mobiltelefoner, fjernsyn osv. Massive mængder e-affald er en enorm trussel mod miljøet og er forpligtet til at forårsage uoprettelig skade på vores naturressourcer og omgivelser. Denne opdagelse er et udgangspunkt for at designe elektroniske enheder, der udviser høj ydeevne, men som er lavet af Økologisk 'bio' materialer. Hvis mobiltelefoner var lavet af et fleksibelt materiale, ville de være nemmere at genbruge. Dette vil skære ned på e-affald, der genereres årligt over hele kloden.
Fremtiden for foldbare og fleksible elektroniske enheder bliver meget spændende. Ingeniører tænker allerede på rullebare skærme, hvor enheder kan rulles sammen som en rulle. Den mest avancerede type skærm ville være, der kan foldes, bue eller endda knuse som papir, men som fortsat kan vise pæne billeder. Et andet område er brugen af 'auxtetiske' materialer, som bliver tykkere, når de strækkes, og som kan absorbere høje energipåvirkninger og selvjustere for at korrigere enhver forvrængning. Sådanne enheder ville være lette, men alligevel fleksible.
***
Kilde (r)
Sharma A et al. 2018. Effektiv og lagafhængig excitonpumpning på tværs af atomisk tynde organisk-uorganiske type-I heterostrukturer. Advanced Materials. 30 (40).
https://doi.org/10.1002/adma.201803986
***
