Новости химической науки > Первый сенсорный экран из графена

Исследователи из Японии и Кореи смогли получить пленки графена, длина и ширина которых составляет десятки сантиметров, и внедрили их в прозрачные электроды сенсорных дисплеев.

Исследователи нанесли слой графена на медную фольгу, после чего перенесли графен на полимерную подложку и, наконец – на субстрат. (Рисунок из Nature Nanotechnology, 2010, DOI: 10.1038/NNANO.2010.132)

Результаты новой работы представляют очередную веху в технологическом применении графена, выделенного и полученного не более десятилетия назад. Эксперты предсказывают, что графен можно будет обнаружить в серийных электронных товарах массового спроса уже через пару лет.

В исследовательской группе Йонг-Хюн Ана (Jong-Hyun Ahn) и Бюнг Хи Хонга (Byung Hee Hong) из Университета Сунгкюнквона (Корея) вырастили слой графена на подложке из медной фольги с помощью химического осаждения паров [chemical vapour deposition (CVD)], применив ранее разработанную и продемонстрированную ими методику.

Нанесенный на поверхность меди графен с помощью ролика для разглаживания можно «приклеить» к адгезивной полимерной подложке, отделив таким образом двумерный кристалл углерода от металла. Графен, находящийся на полимере затем опять же с помощью ролика для разглаживания, может быть перенесен на окончательный субстрат-подложку для изготовления сенсорного дисплея – полиэтилентерефталат, а промежуточно применявшийся в качестве подложки полимер – удалить за счет нагревания. Повторяя этапы переноса графена с меди на полимер и с полимера на полиэтилентерефталат можно добавлять в систему очередные слои графена.

Слева: прозрачная пленка из графена перенесена на прямоугольную пластинку из полиэтилентерефталата с диагональю 76 см. Справа: сенсорный дисплей на основе графена подключен к компьютеру. (Рисунок из Nature Nanotechnology, 2010, DOI: 10.1038/NNANO.2010.132)

Новый подход позволил исследователям получить прямоугольный лист графена с диагональю 76 сантиметров. Графен был легирован действием азотной кислоты, в результате чего он получил способность действовать в качестве большого прозрачного электрода, что и было продемонстрировано при встраивании этого электрода в работающий сенсорный дисплей.

Обычно прозрачные электроды в сенсорных дисплеях изготавливают из смешанного оксида индия и олова [indium tin oxides (ITO)]. Исследователи отмечают, что электрод из графена отличается большей прозрачностью и более высокой прочностью, чем его олово-индиевые аналоги. Ан отмечает, что за последнее десятилетие цена индия выросла в несколько раз, и будет расти при дальнейшем развитии рынка сенсорных дисплеев и солнечных панелей, добавляя, что материалы, подобные ITO отличаются повышенной хрупкостью. Исследователи из Кореи полагают, что сенсорные дисплеи на основе графена будут отличаться большим сроком службы, чем дисплеи на основе ITO, к тому же для производства дисплеев на основе графена требуется сравнительно небольшое количество углерода и дополнительных материалов, не нужны редкие металлы, медная подложка может использоваться неограниченное число раз, что обуславливает меньшую экологическую опасность нового метода получения сенсорных дисплеев.

Андре Гейм (Andre Geim) из Университета Манчестера, отец основатель современной химии графена, получивший графен около пяти лет назад, отмечает, что работа корейских коллег знаменует собой постоянный рост достижений в области химии и практического применения графена, подчеркивая, что результаты работы наглядно демонстрируют то, что применение графена на практики уже не является делом отдаленного будущего, и, практически уже пройдена точка невозврата в переходе от лабораторного получения этого материала к его производству в промышленных масштабах.

Источник: Nature Nanotechnology, 2010, DOI: 10.1038/NNANO.2010.132

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #химическая технология, #химия поверхности, #химия полимеров