Fysikere gør gennembrud på sprøde smartphoneskærme

Forskere ved University of Sussex har muligvis fundet en løsning på det langvarige problem med sprøde smartphoneskærme.

Professor Alan Dalton og hans team har udviklet en ny måde at lave smartphone-berøringsskærme, der er billigere, mindre skør, og mere miljøvenlig. Oven i købet, den nye tilgang lover også enheder, der bruger mindre energi, er mere lydhøre, og ikke plettes i luften.

Problemet har været, at indiumtinoxid, som i øjeblikket bruges til at lave smartphoneskærme, er skørt og dyrt. Den primære bestanddel, indium, er også et sjældent metal og er økologisk skadeligt at udvinde. Sølv, som har vist sig at være det bedste alternativ til indiumtinoxid, er også dyrt. Gennembruddet fra fysikere ved University of Sussex har været at kombinere sølv nanotråde med grafen – et todimensionelt kulstofmateriale. Det nye hybridmateriale matcher ydeevnen af ​​de eksisterende teknologier til en brøkdel af prisen.

I særdeleshed, måden, hvorpå disse materialer er samlet, er ny. Grafen er et enkelt lag af atomer, og kan flyde på vandet. Ved at skabe et stempel - lidt ligesom et kartoffelstempel, et barn kan lave - kan forskerne samle atomlaget op og lægge det oven på sølv nanotrådfilmen i et mønster. Selve stemplet er lavet af poly(dimethylsiloxan) - den samme slags silikonegummi, der bruges i køkkenredskaber og medicinske implantater.

Professor Dalton, fra School of Mathematical and Physical Sciences ved University of Sussex, siger:

"Mens sølv nanotråde er blevet brugt i berøringsskærme før, ingen har forsøgt at kombinere dem med grafen. Det spændende ved det, vi laver, er måden, vi lægger grafenlaget ned på. Vi flyder grafenpartiklerne på overfladen af ​​vand, så tag dem op med et gummistempel, lidt som et kartoffelstempel, og læg den oven på den sølvfarvede nanotrådsfilm i det mønster, vi kan lide.

"Og denne banebrydende teknik er i sagens natur skalerbar. Det ville være relativt enkelt at kombinere sølv nanotråde og grafen på denne måde i stor skala ved hjælp af sprøjtemaskiner og mønstrede ruller. Det betyder, at skøre mobiltelefonskærme snart kan være en saga blot.

"Tilsætningen af ​​grafen til sølv nanowire-netværket øger også dets evne til at lede elektricitet med omkring en faktor ti tusinde. Det betyder, at vi kan bruge en brøkdel af mængden af ​​sølv til at få det samme, eller bedre, ydeevne. Som et resultat vil skærme være mere lydhøre og bruge mindre strøm."

Dr Matthew Large, ledende forsker på projektet inden for School of Mathematical and Physical Sciences ved University of Sussex, siger:

"Selvom sølv også er et sjældent metal, som indium, den mængde, vi skal bruge for at belægge et givet område, er meget lille, når det kombineres med grafen. Da grafen er fremstillet af naturlig grafit – som er relativt rigeligt – falder omkostningerne ved at lave en berøringssensor dramatisk.

"Et af problemerne med at bruge sølv er, at det pletter i luften. Det, vi har fundet, er, at grafenlaget forhindrer dette i at ske ved at forhindre forurenende stoffer i luften i at angribe sølvet.

"Hvad vi også har set er, at når vi bøjer hybridfilmene gentagne gange, ændres de elektriske egenskaber ikke, hvorimod man ser en drift i filmene uden grafen, som folk har udviklet tidligere. Dette baner vejen for en dag at udvikle helt fleksible enheder."

Papiret, "Selektiv mekanisk overførselsaflejring af Langmuir-grafenfilm til højtydende sølv nanotråd hybridelektroder", er offentliggjort i tidsskriftet American Chemical Society Langmuir .