El grafeno: la próxima gran cosa en las pantallas de los teléfonos?

Uno de los mayores problemas que enfrentan los fabricantes de pantallas es el alto costo de las materias primas. Desde el comienzo del milenio, indio óxido de estaño (ITO), el material de base utilizado en las pantallas LCD, diodos emisores de luz orgánicos y paneles táctiles, ha aumentado de forma sustancial, impulsado por la creciente demanda de una amplia gama de productos de visualización, paneles solares , varias otras tecnologías, y un suministro cada vez más limitado.

Fuente: SMG-Indio

En cuanto a la futura tecnología smartphone, ITO no es ideal para su uso en pantallas flexibles, como el material carece de la flexibilidad necesaria y puede ser bastante frágil cuando se ponen bajo presión. Debido a los altos costos, la oferta limitada y la falta de flexibilidad, los fabricantes han estado buscando cada vez más hacia las alternativas basadas en el carbono, de los cuales el grafeno parece ser uno de los más prometedores.

Un poco de historia

La investigación en grafeno empezó todo el camino de vuelta en 2004, y dos científicos, Andre Geim y Konstantin Novoselov, ambos recibieron el Premio Nobel 2010 de Física por sus investigaciones en el material. Sin entrar en demasiados detalles, El grafeno es una lámina de espesor de un átomo hecho de enteramente átomos de carbono, que están dispuestos en una retícula de nido de abeja. La altura de una hoja de grafeno se ha medido a ser sólo 0.33nm, casi un millón de veces más delgado que un cabello humano. Aunque sólo un átomo de grosor, la investigación sobre el grafeno ha demostrado que tiene algunas propiedades mecánicas, electrónicas, ópticas, térmicas y químicas interesantes.

Para empezar, el grafeno es más duro que el diamante y aproximadamente 300 veces más fuerte que el acero. Por un poco de contexto, esto significa que tomaría el peso de un elefante en equilibrio sobre un punto de la aguja con el fin de romper este un átomo de tela gruesa. A pesar de esta fuerza, el grafeno se puede estirar hasta 20% de su longitud inicial. Es por lo tanto también bastante flexible, y puede soportar un poco de estrés antes de que comienza a agrietarse y romperse.

Fuente: Printed Electronics Mundial

Otras propiedades importantes incluyen la capacidad para conducir la electricidad, así como cobre, a conducir el calor mejor que cualquier otro material conocido, y es lo suficientemente transparente que se absorbe solo 2,3% de la luz que pasa a través de él, por lo que es casi visible a simple vista.

Desde esta investigación inicial, la tecnología ha avanzado mucho, la apertura de nuevos campos en ultra condensadores, transistores y procesadores de grafeno basados ​​más rápidos y otros nanotecnologías.

¿Qué significa todo esto para nuestros smartphones?

Fuente: Knowledge.Allianz

Ahora que el fondo está fuera del camino, podemos recurrir a lo que esto significa para nuestros queridos smartphones. A pesar de que pantalla flexible La tecnología ya no es un fenómeno nuevo, grafeno podría ser el material ideal para basar la tecnología ultra-flexible. Ya hemos mencionado la fuerza superior del material y propiedades ópticas, que se prestan muy bien a las pantallas.

Las pantallas flexibles es la zona más probable cuando el grafeno superará diseños basados ​​ITO existentes. Actualmente las pantallas OLED flexibles utilizan ITO como el material para el ánodo del LED, pero la inducción de estrés en la pantalla es probable que reduzca el tiempo de la eficiencia / brillo de la pantalla, y eventualmente podrían llevar a un colapso de los OLEDs. Propiedades electrónicas y térmicas de grafeno hace que sea un material sustituto adecuado para el ánodo ITO, y su mayor resistencia al estiramiento deberían ayudar a prevenir la degradación de la pantalla.

La estructura de un diodo OLED. Fuente: Novaled

Dicho dispositivo ya se ha demostrado, con un rendimiento electrónico y óptico similar a la de los dispositivos hechos con óxido de indio y estaño. Del mismo modo, las propiedades mecánicas y la fuerza de grafeno lo hace apto para fines de visualización protección más general.

Conductividad de este material también es importante para su uso en pantallas táctiles. Volver en 2011 investigaciones en Rice Univierty demostrado una hoja de una sola capa de grafeno combinada con una rejilla de nanocables metálicos sobre un sustrato flexible para crear un altamente conductor, pantalla irrompible, ver a través de la cual se podría utilizar con los teléfonos inteligentes.

Así que el mayor impacto es probable que provenga de un aumento de la fuerza de grafeno, siempre que se puede fabricar a un bajo costo suficiente. Cualquiera que haya tenido que sufrir a través de ver la pantalla de su teléfono inteligente añicos después de golpear el suelo se saben lo importante que esas tecnologías podrían ser.

Corning de Willow Glass es probable que sea la capa de visualización flexible basado más cercano ITO. Sería interesante ver cómo la fuerza y ​​el coste de estas dos tecnologías comparar.

El grafeno: la próxima gran cosa

Debo señalar que esta tecnología está todavía en desarrollo, pero no hay mucho interés en el impulso al mercado. Picosun Oy, un fabricante líder deposición de capas atómicas, se ha asociado recientemente con varias empresas de nanotecnología europeos prominentes e institutos de investigación para desarrollar soluciones basadas en el grafeno para la fabricación de la pantalla. Hay un enorme interés en el grafeno en todo el mundo, ya hay casi diez mil solicitudes de patentes ya vinculados a la investigación de grafeno. Nokia y otras empresas, invirtió $ 1360 millones en la investigación de grafeno año pasado, y los gobiernos del Reino Unido y de la UE también están destinando 50 millones de £ para promover la investigación en la Universidad de Manchester.

Al igual que todas las innovaciones tecnológicas, todavía hay más investigación y pruebas por hacer antes de que podamos empezar a hablar acerca de los productos. También hay costos de producción a considerar, el grafeno aún no se ha beneficiado de las economías de escala que se derivan de la producción en masa generalizada. Va a ser un poco más de tiempo hasta que veamos cualquier producto de consumo que utilizan este material, pero es uno que vale la pena mantener un ojo en.