Некоторые из самых восхитительных эпизодов из фильмов о Гарри Поттере связаны с титульным листом «Ежедневного пророка», волшебной газеты с фотографиями, которые движутся, как картинки.
«В« Гарри Поттере »это волшебство», - говорит Джонатан Коулман, специалист по материалам из Тринити-колледжа в Дублине. «Но для нас это технология».
Коулман и его команда создали первые в мире печатные транзисторы, сделанные полностью из 2D наноматериалов. Другими словами, они сделали полностью плоскую электронику, которая потенциально может быть напечатана чрезвычайно дешево. Эта печатная электроника может иметь любое количество применений. Например, их можно использовать для замены традиционных ценников в супермаркете. Вместо того, чтобы сотрудник с пистолетом-этикеткой ходил по изменяющимся ценам, электронные этикетки могли обновляться автоматически. Они могут сделать паспорта, которые обновляются сами, или винные бутылки, которые сообщают вам, когда они хранятся при слишком высокой температуре. Как и в сценарии Гарри Поттера, их можно использовать для создания движущихся газет, плакатов и книжных курток.
Коулман видит, что эта технология сливается с Интернетом вещей, чтобы соединить даже самые обычные предметы. Ваша коробка молока теперь может иметь подключение к Интернету через свой ярлык, напрямую разговаривая со своим смартфоном, чтобы сообщить вам, когда он начинает исчерпываться или портится. Окно вашей спальни может предлагать постоянные обновления погоды.
«Если вы можете печатать электронику очень дешево, вы можете представить себе вещи, которые почти невозможно представить», - говорит Коулман.
Печатная электроника существует в той или иной форме около 30 лет. Преимущество этих новых транзисторов перед старыми печатными электронными устройствами заключается в их строительных материалах. В то время как большинство печатной электроники сделано из полимеров, это новое изобретение сделано из графена. Графен, очень популярный наноматериал, представляет собой двумерную сотовую решетку из углерода толщиной всего в один атом. Это сильный, легкий и чрезвычайно хороший проводник, плюс - и, возможно, самое главное - это дешево.
«Он сделан из графита, а графит - это то, что выкопано из земли», - говорит Коулман.
По словам Колемана, новая электронная двухмерная печатная электроника не только дешевле, но и намного лучше по сравнению с текущими версиями. Существующие типы имеют ряд ограничений производительности, связанных со стабильностью и преобразованием энергии.
Транзисторы были напечатаны с использованием графеновых нанолистов в качестве электродов, с диселенидом вольфрама и нитридом бора (два других наноматериала) в качестве других частей транзистора. Наноматериалы производятся в жидкости, метод, разработанный Coleman. Получающиеся в результате нанолисты являются плоскими и (относительно) широкими и могут быть проводящими, изолирующими или полупроводниковыми в зависимости от материала.
Исследование было опубликовано в этом месяце в журнале Science .
По оценкам Коулмана, может пройти десятилетие или около того, прежде чем продукты, использующие эту технологию, станут достаточно хорошими, чтобы выйти на рынок. Он говорит, что это относительно короткий срок, поскольку глобальный интерес к таким наноматериалам, как графен, так велик, и поэтому так много ученых работают над оптимизацией подобных продуктов. Его собственное исследование является частью флагманского графена, финансируемой ЕС инициативы на миллиард евро, направленной на дальнейшее развитие графеновых инноваций с потенциальным использованием для общественности.
«Это в пределах досягаемости», - говорит он. «Мы знаем, что нужно сделать, это просто вопрос, и деньги на месте».
2D печатная электроника - только одно потенциальное использование наноматериалов, таких как графен. В число других областей применения входят чрезвычайно быстро заряжающиеся аккумуляторы, губки для очистки от разливов масла и солнечные батареи, которые работают даже под дождем.
«Наноматериалы обладают целым рядом замечательных свойств, которые, я твердо убежден, изменят мир, позволив нам делать вещи и приложения лучше, быстрее и дешевле», - говорит Коулман. «У нас идет технологическая революция, и мы начинаем видеть первые плоды, и я думаю, что мы увидим удивительные вещи в течение следующего десятилетия».
