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Un pannello touchscreen in grafene

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Il grafene naturale è un materiale del futuro. Realizzato per la prima volta nel 2004, ha una particolare struttura che gli conferisce delle proprietà elettroniche davvero notevoli. È costituito di un singolo strato di atomi, tutti di carbonio e legati tra loro esagonalmente a nido d’ape, e somiglia quindi a una specie di sottilissimo velo atomico. Ma proprio questa disposizione consente agli elettroni di muoversi al suo interno con estrema mobilità: in questo micromondo bidimensionale infatti, gli elettroni riescono a viaggiare a velocità altissime, spostandosi come particelle del tutto prive di massa.

Proprietà che nel linguaggio dell’industria si traduce in dispositivi elettronici sempre più efficienti candidati a sostituire quelli a base di silicio. O meglio, si tradurrà in futuro: ad oggi infatti, produrre grafene in quantità e in modo riproducibile non è possibile. Nel passato recente sono stati condotti, senza successo, numerosi tentativi per la realizzazione di fogli di grafene di ampie dimensioni. Un importante passo avanti è però stato condotto da un gruppo di scienziati della coreani e giapponesi, che sono stati in grado di avviare una produzione di pellicole di grafene, tramite la deposizione di vapori chimici su un substrato flessibile di rame.

Il grafene viene ricoperto con un sottile strato di un polimero adesivo ed il substrato in rame viene quindi dissolto. Impiegando un sistema di rulli, il grafene viene ulteriormente pressato contro un altro substrato di polietilene tereftalato (il comune PET) e lo stato di polimero viene rimosso con il calore, lasciando così la pellicola di grafene. Il processo si ripete per produrre un foglio costituito da quatto strati di grafene uno sull’altro.

Il foglio così composto viene in seguito trattato con acido nitrico allo scopo di migliorarne la conducibilità elettrica. I fogli sono di forma rettangolare e con diagonale di 76 centimetri e mostrano una resistenza elettrica superiore a quella degli elettrodi trasparenti attualmente disponibili in commercio e realizzati in ossido di stagno e indio (ITO – Indium Tin Oxide).

Il foglio mostra una buona trasparenza, consentendo il passaggio del 90% circa della luce. Il team, guidato dai ricercatori Byung Hee Hong e Jong-Hyun Ahn della Sungkyunkwan University di Seoul, ha incorporato questi particolari elettrodi di grafene in un pannello touchscreen funzionante, registrando migliori prestazioni rispetto agli elettrodi ITO e con una resistenza allo stiramento più che doppia rispetto a quanto è capace di sostenere un elettrodo ITO. Per la produzione del grafene è necessaria una piccola quantità di carbonio e, il substrato di rame utilizzato per la deposizione dei vapori chimici è inoltre riciclabile.

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