Επανάσταση στις οθόνες smartphone χάρη σε γραφένιο και ασήμι

Οι οθόνες αφής μπορεί να αποτελούν βασικό κομμάτι της ψηφιακής μας εποχής, με τις πανταχού παρούσες φορητές ηλεκτρονικές συσκευές, ωστόσο παραμένουν σε γενικές γραμμές εύθραυστες, κάτι που εξακολουθεί να αποτελεί σημαντικό πρόβλημα, και για αυτό πολλές είναι οι εταιρείες και οι ερευνητές που πραγματοποιούν έρευνες για την επίλυσή του.

Σε μια πρόσφατη εξέλιξη στο συγκεκριμένο «μέτωπο», επιστήμονες του University of Sussex ενδεχομένως να βρήκαν λύση: Ο καθηγητής Άλαν Ντάλτον και η ομάδα του ανέπτυξαν έναν τρόπο δημιουργίας οθονών αφής οι οποίες είναι φθηνότερες, πιο ανθεκτικές και φιλικότερες προς το περιβάλλον. Επιπρόσθετα, η νέα αυτή μέθοδος υπόσχεται μικρότερη κατανάλωση ενέργειας, καθώς και καλύτερη ανταπόκριση στον χρήστη.

Το βασικό πρόβλημα στην όλη υπόθεση είναι ότι το οξείδιο ινδίου- κασσιτέρου, που επί της παρούσης χρησιμοποιείται για την κατασκευή οθονών smarpthones, είναι εύθραυστο και ακριβό. Το βασικό συστατικό του, το ίνδιο, είναι επίσης ένα σπάνιο μέταλλο και η εξόρυξή του είναι επιβλαβής προς το περιβάλλον. Το ασήμι, το οποίο έχει βρεθεί πως αποτελεί την καλύτερη εναλλακτική στο οξείδιο ινδίου- κασσιτέρου επιλογή, είναι επίσης ακριβό. Οι επιστήμονες του βρετανικού πανεπιστημίου κατάφεραν να συνδυάσουν νανοκαλώδια ασημιού με γραφένιο, παράγοντας ένα υβριδικό δισδιάστατο υλικό, το οποίο παρουσιάζει αντίστοιχες επιδόσεις, σε πολύ μικρότερο κόστος.

«Αν και ασημένια νανοκαλώδια έχουν χρησιμοποιηθεί σε οθόνες αφής στο παρελθόν, κανένας δεν είχε προσπαθήσει να τα συνδυάσει με γραφένιο. Το συναρπαστικό με αυτό που κάνουμε είναι ο τρόπος που αφήνουμε κάτω το στρώμα γραφενίου: Πλέουμε τα σωματίδια του γραφενίου στην επιφάνεια του νερού, μετά τα παίρνουμε με μια “σφραγίδα”, και τα εναποθέτουμε πάνω στην ταινία των ασημένιων νανοκαλωδίων σε οποιοδήποτε μοτίβο/ διαρρύθμιση μας αρέσει. Και αυτή η καινοτόμα τεχνική είναι εγγενώς κλιμακωτή. Θα ήταν απλό να συνδυάσουμε ασημένια νανοκαλώδια και γραφένιο με αυτόν τον τρόπο σε μεγαλύτερη κλίμακα, χρησιμοποιώντας μηχανές ψεκασμού και rollers με τα επιθυμητά μοτίβα.

Αυτό σημαίνει πως οι εύθραυστες οθόνες κινητών ίσως σύντομα να αποτελούν παρελθόν. Η εισαγωγή γραφενίου στο δίκτυο των ασημένιων νανοκαλωδίων επίσης αυξάνει την ηλεκτρική αγωγιμότητα κατά περίπου 10.000 φορές. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα κλάσμα της ποσότητας του ασημιού για να έχουμε τις ίδιες, ή ακόμα και καλύτερες, επιδόσεις. Ως αποτέλεσμα, οι οθόνες θα έχουν μεγαλύτερη ευαισθησία και θα χρησιμοποιούν λιγότερη ενέργεια» λέει ο καθηγητής Ντάλτον, της Σχολής Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών του βρετανικού πανεπιστημίου.

Όπως σημειώνει άλλος ένας από τους ερευνητές, ο Dr. Μάθιου Λαρτζ, αν και το ασήμι είναι επίσης σπάνιο μέταλλο, σαν το ίνδιο, η ποσότητα που απαιτείται για την επικάλυψη μιας επιφάνειας είναι πολύ μικρή σε συνδυασμό με το γραφένιο. «Εφόσον το γραφένιο παράγεται από φυσικό γραφίτη- που είναι σχετικά άφθονος- το κόστος δημιουργίας ενός αισθητήρα αφής πέφτει δραματικά» τονίζει σχετικά.

«Ένα από τα προβλήματα της χρήσης ασημιού είναι ότι μαυρίζει στον αέρα. Αυτό που διαπιστώσαμε είναι πως το στρώμα γραφενίου το εμποδίζει αυτό...επίσης είδαμε πως όταν κάμπτουμε επανειλημμένα τις υβριδικές ταινίες, οι ηλεκτρικές ιδιότητες δεν αλλάζουν...αυτό ανοίγει τον δρόμο για να αναπτυχθούν κάποια μέρα εντελώς εύκαμπτες συσκευές» προσθέτει.