REKLAAM

Painutavad ja kokkupandavad elektroonilised seadmed

Insenerid on leiutanud õhukesest painduvast hübriidmaterjalist valmistatud pooljuhi, mida saab lähitulevikus kasutada elektroonikaseadmete kuvaritena.

Suurettevõtete insenerid on püüdnud välja töötada kokkupandava ja paindliku elektroonikaekraani seadmed nagu arvutid ja mobiiltelefonid. Eesmärk on ekraan, mis tunduks nagu paber, st oleks painutatav, kuid toimiks ka elektrooniliselt. Samsung, üks maailma suurimaid mobiiltelefonide tootjaid, toob suure tõenäosusega peagi turule paindliku mobiiltelefoni. Nad on välja töötanud paindliku orgaaniline valgusdioodi (OLED) paneel, millel on purunematu pind. See on kerge, kuid sitke ja vastupidav ning talub kõrgeid temperatuure. Selle kõige tähelepanuväärsem omadus on see, et see ekraan ei purune ega kahjusta, kui seade kukub – see on suurim väljakutse, millega mobiiltelefonide ekraanide disainerid täna silmitsi seisavad. Tavalist LCD-ekraani kuvatakse ka siis, kui see on painutatud, kuid selle sees olev vedelik muutub valesti ja seetõttu kuvatakse moonutatud pilt. Uut paindlikku OLED-ekraani saab painutada või kaarduda ilma ekraani moonutamata, kuid siiski ei ole see täielikult kokkupandav. Paindlikkust saab veelgi suurendada, kasutades tulevikus paindlikumaid nanojuhtmeid. Kvantpunktvalgusdioodekraan on paindlikum, kuna kvaliteetse terava valguse tootmiseks kasutatakse nanokristalle. Ekraanid tuleb kaitseks siiski klaasi või muu materjali sisse kapseldada.

Uus materjal painduvate ekraanide ehitamiseks

Aastal avaldatud hiljutises uuringus Advanced Materials Austraalia riikliku ülikooli (ANU) insenerid on esimest korda välja töötanud pooljuhi, mis on valmistatud orgaaniline ja anorgaaniline materjal, mis muudab elektri tõhusalt valguseks. See pooljuht on üliõhuke ja väga paindlik, muutes selle ainulaadseks. The orgaaniline osa seadmest, pooljuhi olulise osa paksus on vaid üks aatom. Anorgaaniline osa on samuti väike, umbes kahe aatomi paksune. Materjal konstrueeriti protsessiga, mida nimetatakse "keemiliseks aur-sadeseks", mis sarnaneb 3D-kirjeldusest kolmemõõtmelise struktuuri ehitamisega. Pooljuhti pole palja silmaga näha, see toetub kuldelektroodide vahele 2cm x 1cm kiibil, millel on funktsionaalne transistor. Üks selline kiip mahutab tuhandeid transistorahelaid. Elektrood toimib elektrienergia sisend- ja väljundpunktina. Pärast konstrueerimist iseloomustati materjali optoelektroonilisi ja elektrilisi omadusi. See hübriidstruktuur orgaaniline ja anorgaanilised komponendid muudavad elektri valguseks, mis seejärel kuvatakse mobiiltelefonides, televiisorites ja muudes seadmetes. Valgusemissioon on teravam ja parem kõrgema eraldusvõimega kuvarite jaoks.

Sellist materjali saab lähitulevikus kasutada seadmete – näiteks mobiiltelefonide – paindumiseks. Ekraani või ekraani kahjustused on mobiiltelefonide puhul väga levinud ja see materjal võib appi tulla. Suuremate ekraanidega nutitelefonide populaarsuse ja nõudluse kasvades on tunni vajadus vastupidavuse järele, et ekraan ei kriimustaks, ei puruneks ega kukkuks jne. Hübriidstruktuur on tõhususe poolest soodsam võrreldes traditsiooniliste pooljuhtidega, mis on valmistatud täielikult ränist. Seda materjali saaks kasutada mobiiltelefonide, televiisori, digikonsoolide jms ekraanide ehitamiseks ja võib-olla kunagi arvutite ehitamiseks ja või mobiiltelefoni superarvuti tugevuseks muutmiseks. Teadlased tegelevad juba selle pooljuhi suuremahulise tootmisega, et seda saaks turustada.

Elektroonikajäätmetega võitlemine

Hinnanguliselt toodetakse 2018. aastal kokku ligi 50 miljonit tonni elektroonikajäätmeid (e-jäätmeid) ning taaskasutusse suunatakse väga piiratud kogus. E-jäätmed on elektroonikaseadmed ja -seadmed, mille kasutusiga on lõppenud ja mis tuleb ära visata, sealhulgas vanad arvutid, kontori- või meelelahutuselektroonikaseadmed, mobiiltelefonid, televiisor jne. Suur hulk e-jäätmeid ohustab keskkonda tohutult. ja see põhjustab meie loodusvaradele ja ümbrusele pöördumatut kahju. See avastus on lähtepunkt suure jõudlusega, kuid millest valmistatud elektroonikaseadmete kavandamisel orgaaniline "bio" materjalid. Kui mobiiltelefonid oleksid valmistatud painduvast materjalist, oleks neid lihtsam taaskasutada. See vähendab igal aastal kogu maailmas tekkivat e-jäätmete hulka.

Kokkupandavate ja paindlike elektroonikaseadmete tulevik saab olema väga põnev. Insenerid mõtlevad juba rullitavate ekraanide peale, kus seadmeid saab rullina kokku keerata. Kõige arenenum kuvaritüüp on selline, mis suudab voltida, kõverdada või isegi purustada nagu paberit, kuid jätkuvalt kuvada korralikke pilte. Teine valdkond on "auksteetiliste" materjalide kasutamine, mis muutuvad venitamisel paksemaks ja suudavad absorbeerida suuri energiamõjusid ja moonutuste parandamiseks ise kohanduda. Sellised seadmed oleksid kerged, kuid paindlikud.

***

{Saate lugeda esialgset uurimistööd, klõpsates alltoodud allika(te) loendis DOI lingil}

Allikas (d)

Sharma A et al. 2018. Tõhus ja kihist sõltuv eksitoni pumpamine läbi aatomiliselt õhukeste orgaaniliste-anorgaaniliste I tüüpi heterostruktuuride. Advanced Materials. 30 lõige 40.
https://doi.org/10.1002/adma.201803986

***

SCIEU meeskond
SCIEU meeskondhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Olulised edusammud teaduses. Mõju inimkonnale. Inspireerivad meeled.

Telli meie uudiskiri

Värskeimate uudiste, pakkumiste ja eriteadetega.

Kõige populaarsemad artiklid

Uudne ravim rinnavähi vastu

Enneolematu läbimurde käigus arenenud rinnaga naine...

JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) saavutab Kuu pehme maandumise võime  

Jaapani kosmoseagentuur JAXA on edukalt maandunud "Smart...

Saksamaa lükkab tuumaenergia kui rohelise valiku tagasi

Olles nii süsiniku- kui ka tuumavaba, ei lähe...
- Reklaam -
94,242Fännidnagu
47,615järgijaidjärgima
1,772järgijaidjärgima
30AbonentideSoovin uudiskirja