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Display CRT flessibili
Le proprietà elettroniche uniche dei nanotubi di carbonio li rendono promettenti per una vasta gamma di applicazioni, compreso l'uso come emettitori di elettroni ultra efficienti in display luminosi e a bassa potenza. Ora i ricercatori hanno trovato un modo per modellare i nanotubi di carbonio in fogli di plastica che potrebbero portare a versioni flessibili di questi display e dispositivi elettronici che potresti arrotolare e mettere in tasca.
Diverse aziende, come Samsung e Motorola, stanno sviluppando display basati su nanotubi di carbonio che sfruttano il fatto che i nanotubi possono emettere elettroni in modo estremamente efficiente. Come i comuni display a tubo catodico (CRT) ingombranti, queste versioni di nanotubi utilizzano gli elettroni per eccitare i fosfori su uno schermo per produrre un'immagine. Ma a differenza dei CRT standard, i display a nanotubi possono essere piatti e utilizzano molta meno energia rispetto ad altre tecnologie a schermo piatto.
Il nuovo metodo sviluppato dai ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), della Northeastern University e della New Mexico State University, potrebbe portare a CRT flessibili a schermo piatto. Il processo inizia con una superficie premodellata che controlla dove crescono i nanotubi a parete multipla. Successivamente, i ricercatori versano un liquido sui nanotubi e lo cuociono fino a formare un polimero. Quindi staccano il polimero insieme ai nanotubi. Il polimero preserva il modello dei nanotubi fino alle posizioni dei singoli nanotubi e li mantiene allineati in una direzione.
Per le applicazioni di visualizzazione, in cui i singoli nanotubi devono essere isolati dagli altri per ottenere le migliori efficienze, i ricercatori rimuovono uno strato di polimero per esporre le punte dei nanotubi, quindi bruciano i nanotubi lunghi o aggrovigliati, lasciando solo quelli isolati. Questo metodo ha prodotto un'emissione di elettroni molto efficiente, dicono i ricercatori. I risultati che abbiamo visto sono tra i migliori riportati in letteratura, afferma Svastica Kar , una ricerca post-dottorato in scienza e ingegneria dei materiali presso RPI e autore principale dell'articolo.
A dire il vero, i nanotubi modellati sono solo il primo passo verso un display a nanotubi flessibile, che, oltre agli emettitori di nanotubi, richiede l'elettronica per indirizzare i singoli pixel del display e un modo per creare uno strato di fosforo altrettanto flessibile. La struttura dovrà anche essere abbastanza robusta da mantenere il vuoto all'interno del dispositivo. In tutto, probabilmente ci vorranno almeno alcuni anni prima che un prototipo di display sia pronto, afferma Kar.
I compositi nanotubi-plastica possono portare ad altre applicazioni. La capacità di controllare attentamente i modelli dei nanotubi può portare ad altri tipi di elettronica flessibile basata sui nanotubi. Inoltre, i film di nanotubi di plastica possono rilevare piccoli cambiamenti di pressione: quando il film di plastica viene compresso, i nanotubi vengono riorganizzati, dicono i ricercatori, producendo un cambiamento rilevabile nella conduttività del materiale. Questa sensibilità alla pressione è qualcosa di simile al senso del tatto, portando i ricercatori a chiamare la loro invenzione nano-pelle.
I ricercatori dell'RPI stanno anche lavorando con scienziati che hanno utilizzato i nanotubi come adesivi, imitando le strutture che consentono ai gechi di aggrapparsi alle pareti. L'area superficiale estremamente elevata dei nanotubi crea un attrito sufficiente per tenere insieme due superfici. Una possibilità che utilizza la plastica flessibile è una versione truccata del velcro.
Il lavoro dell'RPI fa parte di uno sforzo di ricerca molto più ampio per combinare i nanotubi con polimeri e altri materiali flessibili. I film flessibili di nanotubi-polimero troveranno una vasta gamma di applicazioni, non solo per l'elettronica, ma anche per applicazioni di rilevamento e persino applicazioni ottiche, afferma Liming Dai , professore di ingegneria dei materiali e chimica presso l'Università di Dayton in Ohio, che ha recentemente sviluppato un sensore chimico utilizzando nanotubi incorporati nella plastica. È un'area importante. Ora è il momento per le persone di spingere queste cose verso applicazioni reali.
Immagine della home page per gentile concessione di Yung Joon Jung, Northeastern University, Boston MA. Didascalia: un campione della plastica con punti di nanotubi incorporati larghi mezzo millimetro.