Het is algemeen bekend dat het onderdompelen van een geschilde appel in zout water oxidatie en bruin worden voorkomt. maar wist je dat zout water ook kwetsbare quantum dot (QD) materialen kan beschermen? Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Chen Hsueh-Shih van de afdeling Materials Science &Engineering aan de National Tsing Hua University in Taiwan heeft onlangs 's werelds eerste inkjettechniek ontwikkeld voor het gebruik van zout water om QD-materialen in te kapselen. die niet alleen bestand is tegen water- en zuurstofcorrosie, maar kan ook uniform worden afgedrukt als een flexibele plastic film op een micro-LED-array voor gebruik in buigbare schermen met hoge resolutie voor mobiele telefoons, bril, enzovoort.

Om ultradunne en buigbare schermen met een hogere resolutie te creëren, hogere helderheid, en een langere levensduur voor gebruik in de bril die wordt gebruikt in augmented reality (AR) en virtual reality (VR), en voor horloges en andere draagbare elektronische apparaten, Appel, Samsung, en andere grote paneelfabrikanten hebben zwaar geïnvesteerd in de ontwikkeling van micro-LED ter vervanging van de OLED-schermen die momenteel in gebruik zijn.

Het rangschikken van miljoenen micro-LED's van minder dan 100 m op een substraat levert enkele grote problemen op. Volgens Chen, veel fabrikanten gebruiken een stempelmethode om miljoenen rode, groente, en blauwe micro-LED's één voor één op het substraat, maar als een paar chips niet blijven plakken, het scherm wordt ontsierd door defecte pixels.

Een manier om dit probleem op te lossen, is door inkjetprinten te gebruiken om micropixels af te drukken in plaats van bewegende micro-LED's. wat efficiënter en kosteneffectiever is. Echter, wanneer de QD-oplossing uit de inkjetprinter wordt geworpen, convectie vindt plaats in de druppeltjes, het materiaal naar de periferie duwen, laat het ongelijk verdeeld, met een lichtere kleur in het midden en een donkerdere kleur aan de rand, lijkt qua uiterlijk op het zogenaamde "koffieringfenomeen" dat wordt gezien in een druppel koffie die op een licht oppervlak valt.

Door zout water (een natriumchloride-oplossing) toe te voegen aan de QD-oplossing, Chen's onderzoeksteam heeft met succes de QD's ingekapseld, die zich tot kristallen vormden, wat Chen beschrijft als "de kwantumstippen vastgrijpen en ze condenseren tot uniform verdeelde stippen." Deze ingekapselde QD's zijn ook stabieler en corrosiebestendiger, zoals appels gedrenkt in zout water.

Het teamlid dat op het idee kwam om de kwantumstippen in zout water te laten weken, was Dr. Ho Shih-Jung, ook van de afdeling Materials Science and Engineering aan de National Tsing Hua University. Hij merkte op microfoto's op dat QD-materiaal zonder toegevoegd zout water in onregelmatige vormen verstrooit wanneer het uit een inkjetprinter wordt geworpen, maar door zout water toe te voegen, ze krimpen geleidelijk en komen samen in uniforme en mooie kristallen.

Volgens Ho, het toevoegen van zout water aan de QD-oplossing maakt het ook mogelijk om kleinere druppeltjes te sproeien, uitleggend dat de druppelgrootte van de huidige QD-printers ongeveer 30 m tot 50 m is, maar door zout water toe te voegen kan de grootte worden teruggebracht tot slechts 3,7 m, dat is ongeveer 1/20 van de diameter van een mensenhaar, vandaar de betere resolutie.

Dit innovatieve onderzoek is gepubliceerd in een recent nummer van ACS Toegepaste Materialen &Interfaces , en het door hen ontwikkelde materiaal wordt momenteel gepatenteerd in de Verenigde Staten en Taiwan.