Ingenieurs het 'n halfgeleier uitgevind wat gemaak is deur 'n dun buigsame hibriede materiaal wat in die nabye toekoms vir uitstallings op elektroniese toestelle gebruik kan word.
Ingenieurs by groot korporasies het gepoog om 'n opvoubare en buigsame vertoonskerm vir elektroniese te ontwerp toestelle soos rekenaars en selfone. Die doel is 'n vertoonskerm wat soos 'n papier sal voel, maw buigbaar maar ook elektronies funksioneer. Samsung, een van die grootste selfoonvervaardigers ter wêreld, gaan na alle waarskynlikheid binnekort 'n buigsame selfoon bekendstel. Hulle het 'n buigsame organiese lig-emitterende diode (OLED) paneel wat 'n onbreekbare oppervlak het. Dit is liggewig, maar taai en robuust en kan hoë temperature weerstaan. Die merkwaardigste kenmerk daarvan sal wees dat hierdie skerm nie sal breek of beskadig word as die toestel val nie - die grootste uitdaging wat vandag vir selfoonskermontwerpers in die gesig gestaar word. 'n Gereelde LCD-skerm gaan voort om te vertoon selfs wanneer dit gebuig is, maar die vloeistof binne-in word nie in lyn gebring nie en dus word 'n verwronge beeld vertoon. Die nuwe buigsame OLED-skerm kan gebuig of geboë word sonder om die skerm te verdraai, maar dit sal steeds nie heeltemal opvoubaar wees nie. Die buigsaamheid kan verder verhoog word deur meer buigsame nanodrade in die toekoms te gebruik. 'n Kwantumpunt-liguitstralende diode-skerm is meer buigsaam as gevolg van die gebruik van nano-kristalle om hoë kwaliteit skerp lig te produseer. Die uitstallings moet nog in glas of ander materiaal ingekapsuleer word vir beskerming.
'n Nuwe materiaal om buigsame skerms te bou
In 'n onlangse studie gepubliseer in Advanced Materials ingenieurs van The Australian National University (ANU) het vir die eerste keer 'n halfgeleier ontwikkel wat gemaak is van organiese en anorganiese materiaal wat elektrisiteit doeltreffend in lig omskakel. Hierdie halfgeleier is ultra-dun en baie buigsaam wat dit uniek maak. Die organiese deel van die toestel, 'n belangrike deel van die halfgeleier het 'n dikte van slegs een atoom. Die anorganiese deel is ook klein, ongeveer twee atome dik. Die materiaal is saamgestel deur 'n proses genaamd 'chemiese dampneerlegging', soortgelyk aan die bou van 'n 3-dimensionele struktuur uit 'n 2D-beskrywing. Die halfgeleier kan nie met die blote oog gesien word nie, dit rus tussen goue elektrodes op 'n skyfie van grootte 1cm x 1cm met 'n funksionele transistor. Een so 'n skyfie kan duisende transistorkringe hou. Die elektrode dien as elektrisiteit inset- en uitsetpunt. Sodra dit gebou is, is opto-elektroniese en elektriese eienskappe van die materiaal gekenmerk. Hierdie hibriede struktuur van organiese en anorganiese komponente skakel elektrisiteit om in lig wat dan vertoon op selfone, televisies en ander toestelle verskaf. Die liguitstraling word gesien as skerper en beter vir hoër-resolusie-skerms.
So 'n materiaal kan in die nabye toekoms gebruik word om toestelle buigbaar te maak – byvoorbeeld selfone. Skerm- of vertoonbeskadiging is baie algemeen in selfone en hierdie materiaal kan tot die redding kom. Met die gewildheid en aanvraag van slimfone met groter skerms wat toeneem, is die behoefte van die uur om duursaamheid te hê sodat die skerm nie geneig is tot skrape of breek of val, ens. Die hibriede struktuur is voordelig in terme van doeltreffendheid bo tradisionele halfgeleiers wat geheel en al van silikon gemaak. Hierdie materiaal kan gebruik word om skerms vir selfone, televisie, digitale konsoles ens te bou en dalk eendag rekenaars te bou en of 'n selfoon so sterk soos 'n superrekenaar te maak. Navorsers werk reeds daaraan om hierdie halfgeleier op groter skaal te vervaardig sodat dit gekommersialiseer kan word.
Hanteer elektroniese afval
Daar word beraam dat 2018 'n totaal van byna 50 miljoen ton elektroniese afval (e-afval) sal produseer en 'n baie beperkte hoeveelheid sal herwin word. E-afval is elektroniese toestelle en toerusting wat die einde van hul lewe bereik het en weggegooi moet word, insluitend ou rekenaars, kantoor- of vermaak elektroniese toerusting, selfone, televisie, ens. Groot hoeveelheid e-afval is 'n groot bedreiging vir die omgewing en is verplig om onomkeerbare skade aan ons natuurlike hulpbronne en omgewing te veroorsaak. Hierdie ontdekking is 'n beginpunt vir die ontwerp van elektroniese toestelle wat hoë werkverrigting toon, maar waarvan gemaak word organiese 'bio' materiaal. As selfone van 'n buigsame materiaal gemaak is, sou dit makliker wees om te herwin. Dit sal e-afval wat jaarliks regoor die wêreld gegenereer word, verminder.
Die toekoms van opvoubare en buigsame elektroniese toestelle gaan baie opwindend wees. Ingenieurs dink reeds aan rolbare skerms waar toestelle soos 'n boekrol opgerol kan word. Die mees gevorderde tipe vertoonskerm sal wees wat soos papier kan vou, krom of selfs vergruis, maar kan voortgaan om netjiese beelde te vertoon. Nog 'n area is die gebruik van 'aukstetiese' materiale wat dikker word wanneer hulle gerek word en wat hoë energie-impakte kan absorbeer en self-herstel om enige vervorming reg te stel. Sulke toestelle sal liggewig en tog buigsaam wees.
***
Bronne)
Sharma A et al. 2018. Doeltreffende en laag-afhanklike opwekkingspomp oor atoomdun organiese-anorganiese tipe-I-heterostrukture. Advanced Materials. 30 (40).
https://doi.org/10.1002/adma.201803986
***
