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Dispositivi elettronici pieghevoli e pieghevoli

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 stanno cercando di progettare uno schermo pieghevole e flessibile per l'elettronica dispositivi come computer e telefoni cellulari. L'obiettivo è uno schermo che sembri un foglio di carta, cioè pieghevole, ma che funzioni anche elettronicamente. Samsung, uno dei maggiori produttori di telefoni cellulari al mondo, molto probabilmente lancerà molto presto un telefono cellulare flessibile. Hanno sviluppato un sistema flessibile biologico pannello con diodi a emissione luminosa (OLED) con superficie infrangibile. È leggero ma resistente e robusto e può resistere alle alte temperature. La sua caratteristica più notevole è che questo display non si romperà né si danneggerà in caso di caduta del dispositivo: la sfida più grande affrontata oggi dai progettisti di display dei telefoni cellulari. Un normale schermo LCD continua a essere visualizzato anche se piegato, ma il liquido al suo interno diventa disallineato e quindi viene visualizzata un'immagine distorta. Il nuovo schermo OLED flessibile potrebbe essere piegato o curvato senza distorcere il display, tuttavia non sarà ancora completamente pieghevole. La flessibilità potrà essere ulteriormente aumentata utilizzando nanofili più flessibili in futuro. Un display a diodi emettitori di luce a punti quantici è più flessibile grazie all'uso di nanocristalli per produrre una 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'Università Nazionale Australiana (ANU) hanno sviluppato per la prima volta un semiconduttore realizzato in biologico e materiale inorganico che converte efficacemente l'elettricità in luce. Questo semiconduttore è ultrasottile e molto flessibile, il che lo rende unico. IL biologico parte del dispositivo, una parte importante del semiconduttore ha lo 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 può essere visto ad occhio nudo, poggia tra elettrodi d'oro su un chip di dimensioni 2 cm x 1 cm dotato di un transistor funzionante. Uno di questi chip può contenere migliaia di circuiti a transistor. L'elettrodo funge da punto di ingresso e di uscita dell'elettricità. Una volta costruito, sono state caratterizzate le proprietà optoelettroniche ed elettriche del materiale. Questa struttura ibrida di biologico e i componenti inorganici convertono l'elettricità in luce che poi viene visualizzata su telefoni cellulari, televisori e altri dispositivi. L'emissione di luce risulta essere più nitida e migliore per i display ad alta risoluzione.

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 verranno prodotti complessivamente quasi 50 milioni di tonnellate di rifiuti elettronici (e-waste) e ne verranno riciclate quantità molto limitate. I rifiuti elettronici costituiscono dispositivi e apparecchiature elettroniche che hanno raggiunto la fine del loro ciclo di vita e devono essere smaltiti, inclusi vecchi computer, apparecchiature elettroniche per ufficio o intrattenimento, telefoni cellulari, televisori, ecc. Una quantità enorme di rifiuti elettronici rappresenta un'enorme minaccia per l'ambiente ed è destinato a causare danni irreversibili 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 che siano costituiti da biologico materiali "biologici". Se i cellulari fossero fatti di 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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