211service.com
Fleksible CRT-skærme
Kulstofnanorørs unikke elektroniske egenskaber gør dem lovende til en række anvendelser, herunder brug som ultraeffektive elektronemittere i lysstærke skærme med lav effekt. Nu har forskere fundet en måde at mønstre kulstofnanorør i plastikplader, som kan føre til fleksible versioner af disse skærme - og elektronik, som du kan rulle sammen og putte i lommen.
Flere virksomheder, såsom Samsung og Motorola, udvikler kulstof-nanorør-baserede skærme, der udnytter det faktum, at nanorør kan udsende elektroner ekstremt effektivt. Ligesom velkendte voluminøse katodestrålerør (CRT)-skærme bruger disse nanorør-versioner elektroner til at excitere fosfor på en skærm for at producere et billede. Men i modsætning til standard CRT'er kan nanorør-skærme være flade, og de bruger meget mindre energi end andre fladskærmsteknologier.
Den nye metode udviklet af forskere ved Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), Northeastern University og New Mexico State University, kan føre til fleksible fladskærms CRT'er. Processen begynder med en præ-mønstret overflade, der styrer, hvor flervæggede nanorør vokser. Dernæst hælder forskerne en væske over nanorørene og koger den, indtil den danner en polymer. De skræller derefter polymeren af sammen med nanorørene. Polymeren bevarer nanorørmønsteret ned til positionerne af individuelle nanorør og holder dem justeret i én retning.
Til visningsapplikationer, hvor enkelte nanorør skal isoleres fra andre for at opnå den bedste effektivitet, fjerner forskerne et lag polymer for at blotlægge spidserne af nanorør, hvorefter de brænder lange eller sammenfiltrede nanorør af og efterlader kun isolerede. Denne metode har produceret meget effektiv elektronemission, siger forskerne. De resultater, vi har set, er nogle af de bedste, der er blevet rapporteret i litteraturen, siger Swastik Kar , en postdoc-forskning i materialevidenskab og teknik ved RPI og hovedforfatter af papiret.
For at være sikker er de mønstrede nanorør kun det første skridt mod et fleksibelt nanorør-display, som ud over nanorør-emitterne kræver elektronik til at adressere individuelle pixels på skærmen og en måde at lave et tilsvarende fleksibelt fosforlag. Strukturen skal også være robust nok til at opretholde et vakuum inde i enheden. Alt i alt vil der sandsynligvis gå mindst et par år, før en prototypeskærm er klar, siger Kar.
Nanorør-plastkompositterne kan føre til andre anvendelser. Evnen til omhyggeligt at kontrollere mønstre af nanorør kan føre til andre former for fleksibel, nanorør-baseret elektronik. Plast-nanorør-filmene kan også registrere små ændringer i tryk: Når plastfilmen komprimeres, bliver nanorørene omarrangeret, siger forskerne, hvilket producerer en påviselig ændring i materialets ledningsevne. Denne trykfølsomhed er noget som følesansen, hvilket får forskerne til at kalde deres opfindelse nano-skin.
RPI-forskerne arbejder også med videnskabsmænd, der brugte nanorør som klæbemidler og efterligner de strukturer, der gør det muligt for gekkoer at klæbe til vægge. Det ekstremt høje overfladeareal af nanorørene skaber nok friktion til at holde to overflader sammen. En mulighed, der bruger den fleksible plastik, er en opsuget version af velcro.
RPI-arbejdet er en del af en meget større forskningsindsats for at kombinere nanorør med polymerer og andre fleksible materialer. Fleksible nanorør-polymerfilm vil finde en lang række applikationer, ikke kun til elektronik, men også til sanseapplikationer og endda optiske applikationer, siger Kalkning Dai , professor i materialeteknik og kemi ved University of Dayton i Ohio, som for nylig udviklede en kemisk sensor ved hjælp af nanorør indlejret i plastik. Det er et vigtigt område. Nu er det tid for folk at skubbe disse ting mod rigtige applikationer.
Hjemmesidebillede udlånt af Yung Joon Jung, Northeastern University, Boston MA. Billedtekst: En prøve af plastikken med indlejrede halvmillimeter brede prikker af nanorør.