211service.com
Elastyczne wyświetlacze CRT
Unikalne właściwości elektroniczne nanorurek węglowych sprawiają, że są one obiecujące w wielu zastosowaniach, w tym jako ultrawydajne emitery elektronów w jasnych wyświetlaczach o niskim poborze mocy. Teraz naukowcy znaleźli sposób na ukształtowanie nanorurek węglowych w plastikowych arkuszach, które mogą prowadzić do elastycznych wersji tych wyświetlaczy – i elektroniki, którą można by zwinąć i schować do kieszeni.
Kilka firm, takich jak Samsung i Motorola, opracowuje wyświetlacze oparte na nanorurkach węglowych, które wykorzystują fakt, że nanorurki mogą niezwykle wydajnie emitować elektrony. Podobnie jak znane, nieporęczne wyświetlacze z lampami katodowymi (CRT), te wersje z nanorurek wykorzystują elektrony do wzbudzania luminoforów na ekranie w celu wytworzenia obrazu. Ale w przeciwieństwie do standardowych kineskopów, wyświetlacze z nanorurek mogą być płaskie i zużywają znacznie mniej energii niż inne technologie płaskich paneli.
Nowa metoda opracowana przez naukowców z Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), Northeastern University i New Mexico State University może doprowadzić do powstania elastycznych, płaskich monitorów CRT. Proces rozpoczyna się od wstępnie ukształtowanej powierzchni, która kontroluje, gdzie rosną wielościenne nanorurki. Następnie naukowcy wylewają płyn na nanorurki i gotują, aż utworzy polimer. Następnie odklejają polimer wraz z nanorurek. Polimer zachowuje wzór nanorurek aż do pozycji poszczególnych nanorurek i utrzymuje je w jednym kierunku.
W przypadku zastosowań w wyświetlaczach, w których pojedyncze nanorurki muszą być odizolowane od innych, aby uzyskać najlepszą wydajność, naukowcy usuwają warstwę polimeru, aby odsłonić końcówki nanorurek, a następnie spalają długie lub splątane nanorurki, pozostawiając tylko pojedyncze. Ta metoda spowodowała bardzo wydajną emisję elektronów - twierdzą naukowcy. Wyniki, które widzieliśmy, są jednymi z najlepszych, jakie zostały opisane w literaturze, mówi Swastyk Kar , badania podoktoranckie w zakresie inżynierii materiałowej i inżynierii w RPI i główny autor artykułu.
Oczywiście, wzorzyste nanorurki to tylko pierwszy krok w kierunku elastycznego wyświetlacza z nanorurek, który oprócz emiterów nanorurek wymaga elektroniki do adresowania poszczególnych pikseli wyświetlacza oraz sposobu na stworzenie podobnie elastycznej warstwy luminoforu. Konstrukcja będzie również musiała być wystarczająco wytrzymała, aby utrzymać próżnię wewnątrz urządzenia. Ogólnie rzecz biorąc, prawdopodobnie minie co najmniej kilka lat, zanim prototypowy wyświetlacz będzie gotowy, mówi Kar.
Kompozyty nanorurek-plastiku mogą mieć inne zastosowania. Możliwość dokładnego kontrolowania wzorców nanorurek może prowadzić do powstania innych rodzajów elastycznej elektroniki opartej na nanorurkach. Ponadto folie z nanorurek z tworzywa sztucznego mogą wykrywać niewielkie zmiany ciśnienia: w miarę ściskania folii z tworzywa sztucznego nanorurki ulegają przegrupowaniu, jak twierdzą naukowcy, powodując wykrywalną zmianę przewodności materiału. Ta wrażliwość na nacisk jest czymś w rodzaju zmysłu dotyku, co skłoniło naukowców do nazwania swojego wynalazku nano-skórą.
Naukowcy z RPI pracują również z naukowcami, którzy wykorzystali nanorurki jako kleje, naśladując struktury, które pozwalają gekonom przylegać do ścian. Niezwykle duża powierzchnia nanorurek zapewnia wystarczające tarcie, aby utrzymać dwie powierzchnie razem. Jedną z możliwości zastosowania elastycznego plastiku jest podrasowana wersja rzepu.
Prace RPI są częścią znacznie większego wysiłku badawczego, którego celem jest połączenie nanorurek z polimerami i innymi elastycznymi materiałami. Elastyczne folie nanorurek-polimerów znajdą szeroki zakres zastosowań, nie tylko w elektronice, ale także w zastosowaniach czujnikowych, a nawet optycznych, mówi Wapnowanie Dai , profesor inżynierii materiałowej i chemii na Uniwersytecie Dayton w Ohio, który niedawno opracował czujnik chemiczny wykorzystujący nanorurki zatopione w plastiku. To ważny obszar. Teraz nadszedł czas, aby ludzie przenieśli te rzeczy do rzeczywistych zastosowań.
Zdjęcie strony głównej dzięki uprzejmości Yung Joon Junga, Northeastern University, Boston MA. Podpis: Próbka plastiku z osadzonymi kropkami nanorurek o szerokości pół milimetra.