Günstigere, flexiblere und umweltfreundlichere Smartphone-Bildschirme mit Graphen
Wissenschaftler an der Universität von Sussex haben vielleicht eine Lösung für das seit langem bestehende Problem der spröden Smartphone-Bildschirme gefunden.
Professor Alan Dalton und sein Team haben einen neuen Weg entwickelt, um Smartphone-Touchscreens herzustellen, die billiger, weniger spröde und umweltfreundlicher sind. Darüber hinaus verspricht der neue Ansatz auch Geräte, die weniger Energie verbrauchen, reaktionsfähiger sind und nicht an der Luft trüb werden.
Das Problem war, dass Indiumzinnoxid, das derzeit zur Herstellung von Smartphones verwendet wird, spröde und teuer ist. Der Hauptbestandteil, Indium, ist ebenfalls ein seltenes Metall und ist ökologisch schädlich zu extrahieren. Silber, das sich als die beste Alternative zu Indiumzinnoxid erwiesen hat, ist ebenfalls teuer.
Der Durchbruch von Physikern an der Universität von Sussex bestand darin, Silbernanodrähte mit Graphen - einem zweidimensionalen Kohlenstoffmaterial - zu kombinieren. Das neue Hybridmaterial passt die Leistung der bestehenden Technologien zu einem Bruchteil der Kosten an.
Insbesondere die Art und Weise, in der diese Materialien zusammengefügt werden, ist neu. Graphen ist eine einzelne Schicht von Atomen und kann auf Wasser schwimmen. Durch das Erstellen eines Stempels - ein bisschen wie ein Kartoffelstempel, den ein Kind machen könnte - können die Wissenschaftler die Schicht von Atomen aufnehmen und sie in einem Muster auf den silbernen Nanodrahtfilm legen. Der Stempel selbst ist aus Poly (dimethylsiloxan) hergestellt; die gleiche Art von Silikonkautschuk in Küchenutensilien und medizinischen Implantaten.
Professor Alan Dalton von der Fakultät für Mathematik und Physik an der Universität von Sussex sagt: «Während Silbernanodrähte zuvor schon in Touchscreens verwendet wurden, hat niemand versucht, sie mit Graphen zu kombinieren. Was spannend an dem ist, was wir tun, ist wie wir die Graphenschicht auf der Oberfläche ablagern. Wir lassen die Graphenpartikel auf der Oberfläche des Wassers treiben, nehmen sie mit einem Gummistempel auf, ähnlich einem Kartoffelstempel, und tragen sie auf den Nanosilberdraht auf, in welchem Muster wir auch wollen.»
«Und diese bahnbrechende Technik ist von Natur aus skalierbar. Es wäre relativ einfach, Silbernanodrähte und Graphen auf diese Weise in großem Maßstab mit Sprühmaschinen und gemusterten Walzen zu kombinieren. Damit könnten spröde Handybildschirme bald der Vergangenheit angehören.»
«Der Zusatz von Graphen zum Silber-Nanodraht-Netzwerk erhöht auch dessen Fähigkeit, Elektrizität zu leiten, um einen Faktor von zehntausend. Dies bedeutet, dass wir einen Bruchteil der Silbermenge nutzen können, um die gleiche oder eine bessere Leistung zu erzielen. Bildschirme werden reaktionsschneller sein und weniger Strom verbrauchen.»
Dr. Matthew Large, leitender Forscher an dem Projekt sagt: «Obwohl Silber auch ein seltenes Metall ist wie Indium, ist die Menge die wir in Kombination mit Graphen brauchen, um einen bestimmten Bereich zu beschichten, sehr klein: Da Graphen aus natürlichem Graphit hergestellt wird - was relativ häufig vorkommt - sinken die Kosten für die Herstellung eines Berührungssensors dramatisch.»
«Eines der Probleme bei der Verwendung von Silber ist, dass es an der Luft anläuft. Wir haben herausgefunden, dass die Graphenschicht dies verhindert, indem sie verhindert, dass Verunreinigungen in der Luft das Silber angreifen. Was wir auch gesehen haben, ist, dass wenn wir die Hybridfilme immer wieder biegen, sich die elektrischen Eigenschaften nicht ändern, wohingegen man eine Veränderung in den Filmen ohne Graphen sieht, die man bisher entwickelt hat. Dies ebnet den Weg, um eines Tages völlig flexible Geräte zu entwickeln.»
Quelle: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=48427.php