Holanďané jsou na cestě k mechanickým pixelům z grafenu
25.11.2016, Jan Vítek, aktualita
Opět se ukazuje, jak unikátní materiál je grafen. Našlo se už tolik možností jeho využití a nyní mezi ně spadá také možnost vytvořit mechanické pixely. Holanďané totiž objevili, že pokud z grafenu vytvoří roztahováním bublinky, ty mění svou barvu.
Grafen je prostě dvourozměrný uhlík, čili plochý materiál tlustý pouze jeden uhlíkový atom, který má velice zajímavé vlastnosti nejen coby vodič elektřiny. Nyní se objevila další potenciální možnost jeho využití, kterou nejlépe vysvětlí následující animace.
Pokud tak vezmeme grafen a jeho část zkusíme podobně jako bublinu roztahovat či smršťovat, můžeme tím vytvořit jakýsi mechanický pixel, který v závislosti na míře svého vypoulení mění barvu. Dle Holanďanů by z toho mohly vzniknout displeje, které budou velice flexibilní, odolné, trvanlivé a také energeticky efektivnější než současné panely s podsvícením pomocí LED. Tato technologie je ale zatím v plenkách, takže není vůbec jasné, zda může vůbec posloužit k výrobě produktů, které by mohly soupeřit s LCD či OLED a pokud ano, tak už vůbec není jasné, zda by šlo takové displeje vyrábět s rozumnými náklady.
Na tuto vlastnost se přišlo při práci s pláty oxidu křemičitého pokrytého dvojitou vrstvou grafenu (jednou by světlo prošlo v podstatě volně), přičemž v hlavním materiálu jsou vytvořeny otvory o průměru asi desetinásobku lidského vlasu, což může být ale celkem velké rozpětí, neboť vlasy mají mezi cca 20 a 180 mikrometry v průměru. Nicméně to není důležité. Podstatné je to, že pokud se vlivem tlaku grafenová pokrývka těchto otvorů roztahovala a smršťovala, vlivem lomu se měnila barva procházejícího světla. Čili na výrobu displeje by stačilo něco podobného s potřebnou maskou z jednotlivých pixelů, které by byly osvíceny (ale ne podsvíceny). Lze si představit, že největší problém pak bude asi to, jak zajistit rychlé a přesné ovlivnění vypoulení jednotlivých grafenových subpixelů.
Jak je vidět z nákresu, použil se plát oxidu křemičitého s otvory, který seděl na celistvé vrstvě křemíku. Vznikly tím malé otvory na jedné straně kryté křemíkem a na druhé dvojitou vrstvou grafenu, přičemž její vypoulení na jednu či druhou stranu určilo, která část spektra je absorbována a která odražena zpět, čili i výslednou barvu. V zásadě jdeo stejný princip, jaký využívá technologie Qualcomm Mirasol, která je založena na elektrostaticky řízených reflektivních membránách. Jenomže výsledné displeje nemohou být podsvíceny a stejně jako klasické E Ink potřebují vnější osvícení.
Grafenové displeje mají před sebou ale větší překážky než jen podsvícení. Prozatím z nich výzkumníci nedokáží dostat čisté barvy jako červenou, zelenou a modrou, jako spíše celou barevnou duhu. Otvory také musí být velice malé, aby grafenové bublinky nepraskaly a jak už bylo uvedeno, problém je také s přesným tlakováním jednotlivých komůrek, což má podobně jako u technologie Mirasol zajistit elektrostatika a stejně jako u ní by prý výsledné displeje potřebovaly okolní světlo, takže by nemohly využívat podsvícení. Odměnily by se ale nízkou hmotností, vysokou flexibilitou a minimálními nároky na energii.
Zdroj: The Verge
Pokud tak vezmeme grafen a jeho část zkusíme podobně jako bublinu roztahovat či smršťovat, můžeme tím vytvořit jakýsi mechanický pixel, který v závislosti na míře svého vypoulení mění barvu. Dle Holanďanů by z toho mohly vzniknout displeje, které budou velice flexibilní, odolné, trvanlivé a také energeticky efektivnější než současné panely s podsvícením pomocí LED. Tato technologie je ale zatím v plenkách, takže není vůbec jasné, zda může vůbec posloužit k výrobě produktů, které by mohly soupeřit s LCD či OLED a pokud ano, tak už vůbec není jasné, zda by šlo takové displeje vyrábět s rozumnými náklady.
Na tuto vlastnost se přišlo při práci s pláty oxidu křemičitého pokrytého dvojitou vrstvou grafenu (jednou by světlo prošlo v podstatě volně), přičemž v hlavním materiálu jsou vytvořeny otvory o průměru asi desetinásobku lidského vlasu, což může být ale celkem velké rozpětí, neboť vlasy mají mezi cca 20 a 180 mikrometry v průměru. Nicméně to není důležité. Podstatné je to, že pokud se vlivem tlaku grafenová pokrývka těchto otvorů roztahovala a smršťovala, vlivem lomu se měnila barva procházejícího světla. Čili na výrobu displeje by stačilo něco podobného s potřebnou maskou z jednotlivých pixelů, které by byly osvíceny (ale ne podsvíceny). Lze si představit, že největší problém pak bude asi to, jak zajistit rychlé a přesné ovlivnění vypoulení jednotlivých grafenových subpixelů.
Jak je vidět z nákresu, použil se plát oxidu křemičitého s otvory, který seděl na celistvé vrstvě křemíku. Vznikly tím malé otvory na jedné straně kryté křemíkem a na druhé dvojitou vrstvou grafenu, přičemž její vypoulení na jednu či druhou stranu určilo, která část spektra je absorbována a která odražena zpět, čili i výslednou barvu. V zásadě jdeo stejný princip, jaký využívá technologie Qualcomm Mirasol, která je založena na elektrostaticky řízených reflektivních membránách. Jenomže výsledné displeje nemohou být podsvíceny a stejně jako klasické E Ink potřebují vnější osvícení.
Grafenové displeje mají před sebou ale větší překážky než jen podsvícení. Prozatím z nich výzkumníci nedokáží dostat čisté barvy jako červenou, zelenou a modrou, jako spíše celou barevnou duhu. Otvory také musí být velice malé, aby grafenové bublinky nepraskaly a jak už bylo uvedeno, problém je také s přesným tlakováním jednotlivých komůrek, což má podobně jako u technologie Mirasol zajistit elektrostatika a stejně jako u ní by prý výsledné displeje potřebovaly okolní světlo, takže by nemohly využívat podsvícení. Odměnily by se ale nízkou hmotností, vysokou flexibilitou a minimálními nároky na energii.
Zdroj: The Verge
