Wetenschappers van de Universiteit van Sussex hebben mogelijk een oplossing gevonden voor het al lang bestaande probleem van broze smartphoneschermen.

Professor Alan Dalton en zijn team hebben een nieuwe manier ontwikkeld om touchscreens voor smartphones goedkoper, minder broos, en milieuvriendelijker. Daarbovenop, de nieuwe aanpak belooft ook apparaten die minder energie verbruiken, reageren beter, en niet bezoedelen in de lucht.

Het probleem was dat indiumtinoxide, die momenteel wordt gebruikt om smartphoneschermen te maken, is broos en duur. Het hoofdbestanddeel, indium, is ook een zeldzaam metaal en is ecologisch schadelijk om te winnen. Zilver, waarvan is aangetoond dat het het beste alternatief is voor indiumtinoxide, is ook duur. De doorbraak van natuurkundigen aan de Universiteit van Sussex was om zilveren nanodraden te combineren met grafeen - een tweedimensionaal koolstofmateriaal. Het nieuwe hybride materiaal komt overeen met de prestaties van de bestaande technologieën tegen een fractie van de kosten.

Vooral, de manier waarop deze materialen worden geassembleerd is nieuw. Grafeen is een enkele laag atomen, en kan op water drijven. Door een stempel te maken - een beetje zoals een aardappelstempel dat een kind zou kunnen maken - kunnen de wetenschappers de laag atomen oppakken en in een patroon op de zilveren nanodraadfilm leggen. De stempel zelf is gemaakt van poly(dimethylsiloxaan) - hetzelfde soort siliconenrubber dat wordt gebruikt in keukengerei en medische implantaten.

Professor Dalton, van de School voor Wiskundige en Exacte Wetenschappen aan de Universiteit van Sussex, zegt:

"Hoewel eerder zilveren nanodraden zijn gebruikt in aanraakschermen, niemand heeft geprobeerd ze te combineren met grafeen. Het opwindende aan wat we doen, is de manier waarop we de grafeenlaag neerleggen. We drijven de grafeendeeltjes op het wateroppervlak, pak ze dan op met een rubberen stempel, een beetje zoals een aardappelstempel, en leg het op de zilveren nanodraadfilm in welk patroon we maar willen.

"En deze doorbraaktechniek is inherent schaalbaar. Het zou relatief eenvoudig zijn om op deze manier zilveren nanodraden en grafeen op grote schaal te combineren met behulp van spuitmachines en patroonrollers. Dit betekent dat broze gsm-schermen binnenkort tot het verleden behoren.

"De toevoeging van grafeen aan het zilveren nanodraadnetwerk verhoogt ook het vermogen om elektriciteit te geleiden met ongeveer een factor tienduizend. Dit betekent dat we een fractie van de hoeveelheid zilver kunnen gebruiken om hetzelfde te krijgen, of beter, uitvoering. Het resultaat is dat schermen sneller reageren en minder stroom verbruiken."

Dr Matthew Groot, hoofdonderzoeker van het project binnen de School of Mathematical and Physical Sciences van de University of Sussex, zegt:

"Hoewel zilver ook een zeldzaam metaal is, zoals indium, de hoeveelheid die we nodig hebben om een ​​bepaald gebied te coaten is erg klein in combinatie met grafeen. Omdat grafeen wordt geproduceerd uit natuurlijk grafiet - dat relatief veel voorkomt - dalen de kosten voor het maken van een aanraaksensor dramatisch.

"Een van de problemen met het gebruik van zilver is dat het aantast in de lucht. Wat we hebben gevonden is dat de grafeenlaag dit voorkomt door te voorkomen dat verontreinigingen in de lucht het zilver aantasten.

"Wat we ook hebben gezien, is dat wanneer we de hybride films herhaaldelijk buigen, de elektrische eigenschappen niet veranderen, terwijl je in de films zonder grafeen een drift ziet die mensen eerder hebben ontwikkeld. Dit maakt de weg vrij om op een dag volledig flexibele apparaten te ontwikkelen."

De krant, "Selectieve mechanische overdrachtsafzetting van Langmuir-grafeenfilms voor hoogwaardige hybride zilveren nanodraad-elektroden", is gepubliceerd in het tijdschrift American Chemical Society Langmuir .