Onderzoekers hebben een ultradun en ultraflexibel elektronisch materiaal ontwikkeld dat kan worden afgedrukt en uitgerold als een krant, voor de touchscreens van de toekomst.

De aanraakgevoelige technologie is 100 keer dunner dan bestaande touchscreen-materialen en zo buigzaam dat het als een buis kan worden opgerold.

Om de nieuwe geleidende plaat te maken, een door de RMIT University geleid team gebruikte een dunne film die veel voorkomt in touchscreens van mobiele telefoons en verkleinde deze van 3D naar 2D, met behulp van vloeibare metaalchemie.

De nanodunne vellen zijn gemakkelijk compatibel met bestaande elektronische technologieën en vanwege hun ongelooflijke flexibiliteit, zou mogelijk kunnen worden vervaardigd door middel van roll-to-roll (R2R) -verwerking, net als een krant.

Het onderzoek, met medewerkers van UNSW, Monash University en het ARC Centre of Excellence in Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET), wordt gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Elektronica .

Hoofdonderzoeker Dr. Torben Daeneke zei dat de meeste touchscreens van mobiele telefoons gemaakt zijn van transparant materiaal. indiumtinoxide, dat was zeer geleidend maar ook zeer broos.

"We hebben een oud materiaal genomen en het van binnenuit getransformeerd om een ​​nieuwe versie te creëren die uiterst dun en flexibel is, " zei Daeneke, een DECRA Fellow van de Australian Research Council bij RMIT.

"Je kunt het buigen, je kunt het verdraaien, en je zou het veel goedkoper en efficiënter kunnen maken dan de langzame en dure manier waarop we momenteel touchscreens maken.

"Door het tweedimensionaal te maken, wordt het ook transparanter, zodat het meer licht doorlaat.

"Dit betekent dat een mobiele telefoon met een touchscreen gemaakt van ons materiaal minder stroom zou verbruiken, verlengt de levensduur van de batterij met ongeveer 10%."

DIY:een touchscreen dat je thuis kunt maken

De huidige manier om het transparante dunne filmmateriaal dat in standaard touchscreens wordt gebruikt te vervaardigen, is een langzame, energie-intensief en duur batchproces, uitgevoerd in een vacuümkamer.

"Het mooie is dat onze aanpak geen dure of gespecialiseerde apparatuur vereist - het zou zelfs in een thuiskeuken kunnen worden gedaan, ' zei Daeneke.

"We hebben laten zien dat het mogelijk is om afdrukbare, goedkopere elektronica met ingrediënten die je in een bouwmarkt zou kunnen kopen, printen op plastic om touchscreens van de toekomst te maken."

Dik en dun:hoe maak je een oud materiaal nieuw?

Om het nieuwe type atomair dun indium-tinoxide (ITO) te creëren, de onderzoekers gebruikten een methode voor het printen van vloeibaar metaal.

Een indium-tin legering wordt verwarmd tot 200C, waar het vloeibaar wordt, en rolde vervolgens over een oppervlak om nanodunne vellen indiumtinoxide af te drukken.

Deze 2D nano-sheets hebben dezelfde chemische samenstelling als standaard ITO maar een andere kristalstructuur, waardoor ze opwindende nieuwe mechanische en optische eigenschappen krijgen.

Naast volledig flexibel, het nieuwe type ITO absorbeert slechts 0,7% van het licht, vergeleken met de 5-10% van standaard geleidend glas. Om het elektronisch geleidend te maken, je voegt gewoon meer lagen toe.

Het is een baanbrekende aanpak die een uitdaging aangaat die als onoplosbaar werd beschouwd, zei Daeneke.

"Er is geen andere manier om dit volledig flexibel te maken, geleidend en transparant materiaal, afgezien van onze nieuwe methode voor vloeibaar metaal, " hij zei.

"Tot nu toe was het onmogelijk - mensen gingen er gewoon vanuit dat het niet kon."

Patent aangevraagd:de technologie op de markt brengen

Het onderzoeksteam heeft het nieuwe materiaal nu gebruikt om een ​​werkend touchscreen te maken, als proof-of-concept, en hebben een patent aangevraagd voor de technologie.

Het materiaal zou ook in veel andere opto-elektronische toepassingen kunnen worden gebruikt, zoals LED's en aanraakschermen, evenals mogelijk in toekomstige zonnecellen en slimme ramen.

"We zijn verheugd om nu in het stadium te zijn waarin we commerciële samenwerkingsmogelijkheden kunnen verkennen en met de relevante industrieën kunnen werken om deze technologie op de markt te brengen, ' zei Daeneke.