Технология, реагирующая на прикосновения, в 100 раз тоньше, чем существующие материалы для сенсорных экранов, и настолько гибкая, что ее можно свернуть, как трубку.
Чтобы создать новый проводящий лист, команда под руководством Университета RMIT использовала тонкую пленку, обычную для сенсорных экранов сотовых телефонов, и уменьшила ее с 3D до 2D с помощью химии жидких металлов.
Нано-тонкие листы легко совместимы с существующими электронными технологиями и из-за их невероятной гибкости потенциально могут изготавливаться с помощью рулонной обработки (R2R), как газета.
Исследование, проведенное с участием сотрудников UNSW, Университета Монаша и Центра передового опыта ARC в области технологий будущей низкоэнергетической электроники (FLEET), опубликовано в журнале Nature Electronics.
Ведущий исследователь доктор Торбен Даенеке сказал, что большинство сенсорных экранов сотовых телефонов сделаны из прозрачного материала, оксида индия-олова, который обладает высокой проводимостью, но при этом очень хрупким.
«Мы взяли старый материал и преобразовали его изнутри, чтобы создать новую версию, которая в высшей степени тонкая и гибкая», – сказала Дейнеке, научный сотрудник Австралийского исследовательского совета DECRA в RMIT.
"Вы можете согнуть его, вы можете повернуть его, и вы могли бы сделать его намного дешевле и эффективнее, чем медленный и дорогой способ, которым мы в настоящее время производим сенсорные экраны.
"Если сделать его двухмерным, он станет более прозрачным и пропускает больше света.
"Это означает, что сотовый телефон с сенсорным экраном из нашего материала будет потреблять меньше энергии, что продлит срок службы батареи примерно на 10%."
Сделай сам: сенсорный экран, который можно сделать дома
Текущий способ производства прозрачного тонкопленочного материала, используемого в стандартных сенсорных экранах, представляет собой медленный, энергоемкий и дорогостоящий периодический процесс, проводимый в вакуумной камере.
«Прелесть в том, что наш подход не требует дорогого или специализированного оборудования – это можно сделать даже на домашней кухне», – сказала Данеке.
«Мы показали, что можно создавать более дешевую электронику для печати, используя ингредиенты, которые можно купить в хозяйственном магазине, печатать на пластике для создания сенсорных экранов будущего."
Толстый и тонкий: как превратить старый материал в новый
Чтобы создать новый тип атомарно-тонкого оксида индия-олова (ITO), исследователи использовали метод печати жидким металлом.
Сплав индия и олова нагревают до 200 ° C, где он становится жидким, а затем катят по поверхности для печати нанотонких листов оксида индия и олова.
Эти 2D-нанопласты имеют тот же химический состав, что и стандартный ITO, но другую кристаллическую структуру, что придает им потрясающие новые механические и оптические свойства.
Помимо полной гибкости, новый тип ITO поглощает всего 0.7% света по сравнению с 5-10% стандартного проводящего стекла. Чтобы сделать его более электропроводным, вы просто добавляете больше слоев.
По словам Данеке, это новаторский подход, который решает проблему, которая считалась неразрешимой.
«Нет другого способа сделать этот полностью гибкий, проводящий и прозрачный материал, кроме нашего нового метода жидкого металла», – сказал он.
"Раньше это было невозможно – люди просто думали, что это невозможно."
Подана заявка на патент: вывод технологии на рынок
Исследовательская группа теперь использовала новый материал для создания рабочего сенсорного экрана в качестве доказательства концепции и подала заявку на патент на технологию.
Материал также может быть использован во многих других оптоэлектронных приложениях, таких как светодиоды и сенсорные дисплеи, а также потенциально в будущих солнечных элементах и интеллектуальных окнах.
«Мы рады оказаться на той стадии, когда мы можем изучить возможности коммерческого сотрудничества и работать с соответствующими отраслями, чтобы вывести эту технологию на рынок», – сказала Даенеке.
Исследователи выражают признательность за поддержку RMIT Microscopy and Microanalysis Facility (RMMF), RMIT MicroNano Research Facility (MNRF), Национального фонда вычислительной инфраструктуры, суперкомпьютерного центра Pawsey и Мельбурнского центра нанофабрикций (MCN) в Викторианском узле Австралийское национальное производственное предприятие (ANFF).