Создать дисплеи нового поколения поможет 3D-нанопечать
Группе исследователей под руководством профессора Димоса Поликакоса (Dimos Poulikakos) удалось использовать технологию 3D-нанопечати для создания нового типа прозрачных электродов, используемых в сенсорных экранах. Благодаря этому открытию сенсорные экраны будущего будут обладать большей чувствительностью и точностью определения нажатия.
Ни один жидкокристаллический и сенсорный экран не может обойтись без прозрачного электрода. Стекло любого девайса, будь то телевизор или смартфон, покрывается едва заметным слоем, изготовленным из электропроводного материала. Сегодня в производстве дисплеев используется индий — редкий минерал, который также называют «заменителем редкоземельных элементов». Его стоимость составляет порядка $750 за кг. Ограниченность запасов этого минерала на Земле (по оценкам специалистов, запасы могут истощиться уже в следующем десятилетии) и, как следствие, его высокая стоимость, подталкивают ученых к поиску альтернативных полупроводниковых материалов.
Команда Димоса Поликакоса впервые в мире использовала технологию 3D-печати для создания нового типа прозрачного электрода. Стеклянную поверхность покрыли сеткой из золотых и серебряных наностен. Они настолько тонкие, что их невозможно увидеть невооруженным глазом. Золото и серебро имеют большую проводимость, нежели оксид индия-олова, но не обладают достаточно высоким уровнем прозрачности. А ведь именно высокая проводимость и прозрачность особенно важны в производстве электродов. Чем больше прозрачность, тем лучше качество дисплея, а проводимость электрода отвечает за точность определения области нажатия и скорость работы в сенсорных экранах.
Проблему недостаточной прозрачности ученым удалось решить с помощью 3D-нанопечати и построения наностен толщиной всего от 80 до 500 нанометров.
Столь маленькая толщина стен была достигнута с помощью технологии Nanodrip, которую профессор Поликакос разработал вместе с коллегами еще три года назад. Принцип ее основан на электрогидродинамической струйной печати: ученые используют чернила, полученные из растворенных металлических наночастиц. Электромагнитное поле вытягивает крошечные капли металлических чернил из стеклянного капилляра. Растворитель быстро испаряется, позволяя создавать трехмерные структуры капля за каплей. Особенность технологии заключается в том, что чернильные капли в 10 раз меньше размеров отверстия стеклянного капилляра. Это и позволяет создавать столь крошечные структуры. Полученный в итоге этого процесса электрод обладал большей проводимостью и прозрачностью, чем электроды, созданные из оксида индия-олова.
На данный момент технология Nanodrip используется лишь в лабораторных условиях, и ученым только предстоит придумать, как перевести ее в массовое производство. Команда Димоса Поликакоса полагает, что ее можно будет использовать не только в производстве жидкокристаллических и сенсорных экранов. Открытие позволит производить также изогнутые экраны и солнечные батареи нового поколения.
