Gli ingegneri hanno inventato un semiconduttore realizzato con un materiale ibrido sottile e flessibile che può essere utilizzato per display su dispositivi elettronici nel prossimo futuro.
Gli ingegneri di grandi aziende hanno cercato di progettare un pieghevole e schermo flessibile per elettronica dispositivi come computer e telefoni cellulari. L'obiettivo è uno schermo che sembrerebbe un foglio di carta, cioè essere curvabile ma funzionano anche elettronicamente. Samsung, uno dei più grandi produttori di telefoni cellulari al mondo, con ogni probabilità lancerà molto presto un telefono cellulare flessibile. Hanno sviluppato un pannello a diodo organico a emissione di luce (OLED) flessibile che ha una superficie infrangibile. È leggero ma resistente e robusto e può resistere alle alte temperature. La sua caratteristica più notevole sarebbe che questo display non si romperà o non si danneggerà se il dispositivo cade, la più grande sfida affrontata oggi dai progettisti di display per telefoni cellulari. Un normale schermo LCD continua a essere visualizzato anche se piegato, ma il liquido al suo interno si disallinea e quindi viene visualizzata un'immagine distorta. Il nuovo schermo OLED flessibile potrebbe essere piegato o curvo senza distorcere il display, tuttavia non sarà ancora completamente pieghevole. La flessibilità può essere ulteriormente aumentata utilizzando nanofili più flessibili in futuro. Un display a diodi a emissione di luce a punti quantici è più flessibile grazie all'uso di nanocristalli per produrre luce nitida di alta qualità. I display devono ancora essere incapsulati in vetro o altro materiale per la protezione.
Un nuovo materiale per costruire schermi flessibili
In un recente studio pubblicato in Materiale avanzato gli ingegneri dell'Australian National University (ANU) hanno sviluppato per la prima volta un semiconduttore realizzato con materiale organico e inorganico che converte in modo efficiente l'elettricità in luce. Questo semiconduttore è ultrasottile e molto flessibile che lo rende unico. La parte organica del dispositivo, una parte importante del semiconduttore, ha uno spessore di un solo atomo. Anche la parte inorganica è piccola, spessa circa due atomi. Il materiale è stato costruito mediante un processo chiamato "deposizione chimica da vapore", simile alla costruzione di una struttura tridimensionale da una descrizione 3D. Il semiconduttore non è visibile ad occhio nudo, poggia tra elettrodi d'oro su un chip di dimensioni 2cm x 1cm avente un transistor funzionante. Uno di questi chip può contenere migliaia di circuiti a transistor. L'elettrodo funge da punto di ingresso e uscita dell'elettricità. Una volta costruito sono state caratterizzate le proprietà optoelettroniche ed elettriche del materiale. Questa struttura ibrida di componenti organici e inorganici converte l'elettricità in luce che poi fornisce visualizzazione su telefoni cellulari, televisori e altri dispositivi. L'emissione di luce è più nitida e migliore per i display a risoluzione più elevata.
Tale materiale può essere utilizzato nel prossimo futuro per rendere flessibili i dispositivi, ad esempio i telefoni cellulari. I danni allo schermo o al display sono molto comuni nei telefoni cellulari e questo materiale può venire in soccorso. Con la crescente popolarità e la domanda di smartphone con schermi più grandi, la necessità del momento è quella di avere durata in modo che il display non sia soggetto a graffi, rotture o cadute, ecc. La struttura ibrida è vantaggiosa in termini di efficienza rispetto ai semiconduttori tradizionali che sono realizzato interamente in silicone. Questo materiale potrebbe essere utilizzato per costruire schermi per telefoni cellulari, televisori, console digitali ecc. I ricercatori stanno già lavorando alla produzione di questo semiconduttore su scala più ampia in modo che possa essere commercializzato.
Affrontare i rifiuti elettronici
Si stima che nel 2018 si produrranno complessivamente quasi 50 milioni di tonnellate di rifiuti elettronici (e-waste) e ne verrebbero riciclate quantità molto limitate. I rifiuti elettronici costituiscono dispositivi elettronici e apparecchiature che hanno raggiunto la fine della loro vita e devono essere scartate, inclusi vecchi computer, apparecchiature elettroniche per l'ufficio o per l'intrattenimento, telefoni cellulari, televisione, ecc. Un'enorme quantità di rifiuti elettronici è un'enorme minaccia per l'ambiente ed è destinata a causare danni alle nostre risorse naturali e all'ambiente circostante. Questa scoperta è un punto di partenza per la progettazione di dispositivi elettronici ad alte prestazioni ma realizzati con materiali organici "bio". Se i telefoni cellulari fossero fatti di un materiale flessibile, sarebbero più facili da riciclare. Ciò ridurrà i rifiuti elettronici generati ogni anno in tutto il mondo.
Il futuro dei dispositivi elettronici pieghevoli e flessibili sarà molto esaltante. Gli ingegneri stanno già pensando a display arrotolabili in cui i dispositivi possono essere arrotolati come una pergamena. Il tipo più avanzato di schermo di visualizzazione sarebbe che può piegarsi, curvarsi o addirittura schiacciare come la carta, ma può continuare a visualizzare immagini nitide. Un'altra area è l'uso di materiali "auxtetici" che diventano più spessi quando vengono allungati e che possono assorbire impatti ad alta energia e auto-riallinearsi per correggere eventuali distorsioni. Tali dispositivi sarebbero leggeri ma flessibili.
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{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}
Fonte (s)
Sharma A et al. 2018. Pompaggio di eccitoni efficiente e dipendente dallo strato attraverso eterostrutture di tipo I organico-inorganico atomicamente sottili. Materiale avanzato. 30 (40).
https://doi.org/10.1002/adma.201803986
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