Hiện nay, hầu như tất cả các màn hình cảm ứng hiển thị của những thiết bị công nghệ điện tử phải dựa vào một lớp phủ làm từ chất liệu indium tin oxide (ITO). Chất liệu này được sử dụng bởi tính dẫn điện, tính trong suốt quang học tối ưu và dễ dàng đưa vào màn hình hiển thị dưới dạng một lớp màng mỏn...
Hiện nay, hầu như tất cả các màn hình cảm ứng hiển thị của những thiết bị công nghệ điện tử phải dựa vào một lớp phủ làm từ chất liệu indium tin oxide (ITO). Chất liệu này được sử dụng bởi tính dẫn điện, tính trong suốt quang học tối ưu và dễ dàng đưa vào màn hình hiển thị dưới dạng một lớp màng mỏng.
Sự phổ biến của màn hình cảm ứng trên toàn thế giới công nghệ nói chung đã kích thích nhu cầu sử dụng vật liệu ITO tăng cao đột biến, khiến vật liệu này dần trở nên khan hiếm và có khả năng cạn kiệt ngay trong thập kỷ này. Bên cạnh đó, các lớp ITO khá mỏng manh và thiếu tính linh hoạt, khiến chúng không phù hợp để sử dụng cho các màn hình có độ linh hoạt cao.
Chính vì vậy, các nhà nghiên cứu buộc phải tìm những giải pháp thay thế khác. Mới đây các nhà khoa học tại trường Đại học Exeter đã khám phá ra loại vật liệu được cho là nhẹ nhất, trong suốt nhất và dẫn điện linh hoạt nhất dựa trên graphene.
Các phân tử graphene.
Graphene là một trong những vật liệu hiệu quả nhất được biết đến với độ mỏng, khả năng dẫn điện và độ linh hoạt cao. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng gặp vấn đề trở ngại muôn thuở từ trước đến nay khi phát triển vật liệu này, đó là điện trở cao đã hạn chế khả năng dẫn điện của graphene.
Để khắc phục trở ngại này, nhóm nghiên cứu Đại học Exeter đã chèn một lớp phân tử sắt clorua giữa 2 tấm màng graphene nhằm tăng cường độ dẫn điện mà không làm ảnh hưởng đến độ trong suốt của vật liệu này.
Các nhà khoa học này đã đặt tên cho hỗn hợp vật liệu này là GraphExeter và cho rằng đây là vật liệu dẫn điện nhẹ nhất, trong suốt nhất và linh hoạt nhất từng được tạo ra. Với những tính năng tối ưu này, GraphExeter không chỉ được sử dụng để chế tạo các màn hình cảm ứng linh hoạt mà còn có thể ứng dụng cho các thiết bị điện tử đeo và mang theo bên mình được như chiếc MP3 đính vào áo phông hay những tấm gương, cửa sổ “thông minh” có tính năng tương tác máy tính.
Nhóm nghiên cứu cho biết thêm, vật liệu này có thể trong suốt trên một dải quang phổ ánh sáng rộng, vì vậy nó có thể sử dụng để nâng cao hiệu quả của các tấm pin mặt trời thêm 30%.
“GraphExeter có thể là một bước tiến mang tính lịch sử trong ngành công nghiệp điện tử. Nó hiệu quả hơn bất kỳ vật liệu truyền dẫn trong suốt dựa trên carbon khác được sử dụng trong ngành điện tử và có thể áp dụng cho một loạt các ứng dụng, từ pin năng lượng mặt trời cho đến những chiếc áo phông thông minh", trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sỹ Monica Craciun cho biết.
Hiện nay, phần lớn màn hình cảm ứng trong các thiết bị điện tử đều sử dụng một lớp phủ làm từ indium tin oxide, thường được gọi là ITO. Vật liệu này được lựa chọn vì có khả năng dẫn điện, độ trong suốt quang học cao và có thể dễ dàng chế tạo thành một lớp màng mỏng trên màn hình. Sự phát triển mạnh mẽ của màn hình cảm ứng trên toàn thế giới đã làm nhu cầu sử dụng ITO tăng đáng kể.
Nguồn cung ITO đang đứng trước nguy cơ trở nên khan hiếm và có thể cạn kiệt ngay trong thập kỷ này. Ngoài vấn đề nguồn cung, các lớp phủ ITO khá mỏng manh và thiếu khả năng uốn cong. Đặc điểm đó khiến ITO không phù hợp với những loại màn hình cần độ linh hoạt cao, từ đó thúc đẩy các nhà nghiên cứu tìm kiếm vật liệu thay thế.
Các nhà khoa học tại Đại học Exeter mới đây đã phát triển một loại vật liệu dựa trên graphene. Vật liệu này được giới thiệu là có trọng lượng nhẹ, độ trong suốt cao và khả năng dẫn điện linh hoạt. Nhóm nghiên cứu đặt tên cho hỗn hợp mới là GraphExeter.
Graphene vốn được biết đến là một trong những vật liệu có độ mỏng, khả năng dẫn điện và độ linh hoạt cao. Tuy nhiên, điện trở lớn của graphene từ lâu đã hạn chế khả năng dẫn điện của vật liệu này. Đây là trở ngại mà các nhà nghiên cứu phải giải quyết khi phát triển những ứng dụng điện tử dựa trên graphene.
Để cải thiện khả năng dẫn điện, nhóm nghiên cứu Đại học Exeter đã chèn một lớp phân tử sắt clorua vào giữa hai tấm màng graphene. Cách xử lý này nhằm tăng độ dẫn điện của vật liệu mà không làm ảnh hưởng đến tính trong suốt. Kết quả là một hỗn hợp vật liệu mới được tạo ra với những đặc tính phù hợp hơn cho các thiết bị điện tử linh hoạt.
Theo nhóm nghiên cứu, GraphExeter có thể được sử dụng trong việc chế tạo các màn hình cảm ứng có khả năng uốn cong. Vật liệu này cũng có thể được ứng dụng cho những thiết bị điện tử đeo trên người hoặc mang theo bên mình. Những ví dụ được đề cập gồm một thiết bị MP3 gắn trên áo phông, cùng các loại gương và cửa sổ thông minh có khả năng tương tác với máy tính.
GraphExeter có thể duy trì độ trong suốt trên một dải quang phổ ánh sáng rộng. Đặc điểm này được cho là giúp vật liệu có khả năng nâng cao hiệu quả của các tấm pin mặt trời thêm 30 phần trăm. Tuy nhiên, nguồn tin chỉ nêu mức cải thiện được nhóm nghiên cứu cho biết mà không cung cấp thêm thông tin chi tiết về điều kiện áp dụng.
Nhóm nghiên cứu nhận định GraphExeter có thể tạo ra một bước tiến quan trọng cho ngành công nghiệp điện tử. Vật liệu này được cho là hiệu quả hơn các vật liệu truyền dẫn trong suốt dựa trên carbon khác đang được sử dụng trong lĩnh vực điện tử. Các ứng dụng được nêu trải rộng từ pin năng lượng mặt trời đến những thiết bị điện tử tích hợp trên áo phông.
