Нанотонкие гибкие сенсорные экраны можно печатать как газеты

Нанотонкие гибкие сенсорные экраны можно печатать как газеты

Исследователи разработали ультратонкий и ультрагибкий электронный материал, который можно было бы напечатать и развернуть как газету для сенсорных экранов будущего.

Технология реагирования на прикосновения в 100 раз тоньше существующих сенсорных материалов и настолько гибкая, что ее можно свернуть, как трубку.

Чтобы создать новый проводящий лист, команда университета RMIT использовала тонкую пленку, обычную для сенсорных экранов сотовых телефонов, и сократила ее с 3D до 2D, используя химию жидких металлов.

Нанотонкие листы легко совместимы с существующими электронными технологиями и из-за их невероятной гибкости потенциально могут быть изготовлены с помощью рулонной обработки (R2R), как газета.

Исследование, проведенное совместно с сотрудниками UNSW, Университета Монаш и Центра передовых технологий ARC в области технологий низкоэнергетической электроники будущего (FLEET), опубликовано в журнале Nature Electronics .

Ведущий исследователь д-р Торбен Даенеке сказал, что большинство сенсорных экранов сотовых телефонов были сделаны из прозрачного материала, оксида индия и олова, который был очень проводящим, но также и хрупким.

«Мы взяли старый материал и трансформировали его изнутри, чтобы создать новую версию, которая будет в высшей степени тонкой и гибкой», – сказал Даенеке, научный сотрудник Австралийского исследовательского совета DECRA в RMIT.

«Вы можете согнуть его, вы можете повернуть его, и вы можете сделать это намного дешевле и эффективнее, чем медленный и дорогой способ, которым мы в настоящее время производим сенсорные экраны».

«Превращение в двумерное изображение также делает его более прозрачным и пропускает больше света.

«Это означает, что сотовый телефон с сенсорным экраном, изготовленным из нашего материала, будет потреблять меньше энергии, увеличивая время автономной работы примерно на 10%».

Сделай сам: сенсорный экран, который можно сделать дома

Современный способ изготовления прозрачного тонкопленочного материала, используемого в стандартных сенсорных экранах, представляет собой медленный, энергоемкий и дорогой периодический процесс, проводимый в вакуумной камере.

«Прелесть в том, что наш подход не требует дорогостоящего или специализированного оборудования – это может быть сделано даже на домашней кухне», – сказал Даенеке.

«Мы показали, что можно создавать печатную, более дешевую электронику, используя ингредиенты, которые можно купить в магазине, печатая на пластике, чтобы сделать сенсорные экраны будущего».

Толстый и тонкий: как превратить старый материал в новый

Чтобы создать новый тип атомно-тонкого оксида индия и олова (ITO), исследователи использовали метод жидкометаллической печати.

Сплав индия и олова нагревают до 200 ° С, где он становится жидким, а затем катят по поверхности, чтобы распечатать нанотонкие листы оксида индия и олова.

Эти двухмерные нано-листы имеют тот же химический состав, что и стандартный ITO, но имеют другую кристаллическую структуру, что придает им новые механические и оптические свойства.

Будучи полностью гибким, новый тип ITO поглощает всего 0,7% света по сравнению с 5-10% стандартного проводящего стекла. Чтобы сделать его более электронно проводящим, вы просто добавляете больше слоев.

По словам Даенеке, это новаторский подход, который решает проблему, которая считалась неразрешимой.

«Нет другого способа сделать этот полностью гибкий, проводящий и прозрачный материал, кроме нашего нового метода жидкого металла», – сказал он.

«До сих пор это было невозможно – люди просто предполагали, что это невозможно».

Патент заявлен: вывод технологии на рынок

Исследовательская группа в настоящее время использовала новый материал для создания работающего сенсорного экрана в качестве подтверждения концепции и подала заявку на получение патента на технологию.

Материал также может быть использован во многих других оптоэлектронных приложениях, таких как светодиоды и сенсорные дисплеи, а также потенциально в будущих солнечных элементах и ​​интеллектуальных окнах.

«Мы очень рады, что теперь находимся на этапе, когда мы можем изучить возможности коммерческого сотрудничества и работать с соответствующими отраслями промышленности, чтобы вывести эту технологию на рынок», – сказал Даенеке.

Исследователи отмечают поддержку Центра Микроскопии и Микроанализа RMIT (RMMF), Исследовательского Центра МикроНано (MNRF), Национального Центра Вычислительной Инфраструктуры, Суперкомпьютерного Центра Поуси и Мельбурнского Центра Нанотехнологий (MCN) в Викторианском Узле Австралийский национальный производственный комплекс (ANFF).


Источник истории:

Материалы предоставлены Университетом RMIT . Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.


Ссылка на журнал :

  1. Роби С. Датта, Ниту Сиед, Али Завабети, Азмира Джаннат, Мохи Мохиуддин, Мистер Рокунуззаман, Бао Юэ Чжан, Мд. Атаур Рахман, Пол Аткин, Кибрет А. Мессалеа, Мохаммад Багер Гасемьян, Энрико Делла Гаспера, Семати Бахат С. Фюрер, Салви П. Руссо, Крис Ф. Макконвилл, Дорна Эсрафилзаде, Курош Калантар-Заде, Торбен Даенеке. Гибкий двумерный оксид индия и олова, изготовленный методом печати на жидком металле . Nature Electronics , 2020; 3 (1): 51 DOI: 10.1038 / s41928-019-0353-8