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Il vetro flessibile potrebbe riportare il flip phone
Immagina un telefono a conchiglia che sta in tasca ma si apre per rivelare uno schermo delle dimensioni di un tablet. I produttori di vetro stanno già producendo vetro pieghevole più sottile di un capello umano e dicono che il vetro pieghevole è dietro l'angolo.
vetraio tedesco Schott è ora un vetro per la produzione di massa ultrasottile, resistente e liscio. L'elettronica può essere realizzata su di esso e si flette come la plastica. Il primo prodotto di consumo a utilizzare il nuovo vetro di Schott è il sensore di impronte digitali su uno smartphone realizzato da LeTV, una grande azienda di streaming video in Cina. I rappresentanti dell'azienda sperano che questa e altre applicazioni di nicchia diano un punto d'appoggio al nuovo materiale mentre i designer industriali ci giocano.
Schott è la prima azienda a produrre vetro ultrasottile che può essere rinforzato chimicamente mediante scambio ionico.
Rudiger Sprengard , direttore dello sviluppo commerciale per il vetro ultrasottile presso Schott a Mainz, in Germania, afferma che l'azienda ora può produrre continuamente vetro flessibile in lastre lunghe chilometri. Sprengard ha recentemente portato alcune demo da sfoggiare in una stanza d'albergo di San Francisco. Mi ha mostrato una bobina di vetro larga mezzo metro e lunga mezzo chilometro, che sembra un grosso rotolo di cellophan. Una macchina piega continuamente un pezzo più piccolo del vetro fino a un raggio di nove millimetri. Non si piega ancora, ma Sprengard dice che ci stanno lavorando e sperano di averlo tra qualche anno.
Dopo avermi dato guanti e occhiali, Sprengard mi porge un foglio delle dimensioni di un foglio di carta da ufficio, ma più sottile e rigido. La carta ha uno spessore di circa 100 micrometri; questo foglio è di 70 micrometri. Mentre lo sto rigirando tra le mani, trattandolo come un pezzo di plastica, uno dei rappresentanti dell'azienda fa un passo indietro. Dopotutto, è ancora di vetro e non indossa alcuna protezione per gli occhi. Quando hanno iniziato a sperimentare per rendere il vetro così sottile, si rompeva molto più facilmente, spiega Sprengard. Circa due anni fa non saresti stato in grado di gestirlo in quel modo, dice.
Questa fragilità è il motivo per cui la produzione in serie di vetro flessibile è stata così impegnativa. Per farlo funzionare, Schott ha dovuto sviluppare nuovi metodi basati su quelli già utilizzati per realizzare vetri ultraresistenti come il Gorilla Glass di Corning, che si trova sulla superficie di molti smartphone. Gorilla Glass e altri prodotti realizzati da entrambe le società sono temprati attraverso un processo chiamato scambio ionico.
I ricercatori di Corning producono ogni giorno 40-50 nuove formulazioni sperimentali di vetro.
Per rendere il vetro sempre più sottile, e quindi più flessibile, i vetrai devono capire come rafforzarlo. Schott è la prima azienda a produrre vetro ultrasottile che può essere rinforzato chimicamente mediante scambio ionico, il che è stata una sfida, afferma Eric Urruti, vicepresidente della ricerca e sviluppo presso Schott North America in Pennsylvania. Il vetro viene tirato giù da un enorme serbatoio fuso in lastre e scorre attraverso dei rulli. Viene quindi fatto passare attraverso un bagno di potassio fuso. Gli ioni di sodio più piccoli lasciano il vetro e vengono sostituiti da ioni di potassio più grandi, creando compressione all'interno del vetro stesso.
Più il bicchiere viene schiacciato, più diventa forte. Controllare questo processo di compressione nel vetro sempre più sottile è difficile: semplicemente c'è meno materiale con cui lavorare. L'azienda attualmente produce vetro sottile fino a 20 micrometri. Anche mantenere uno spessore continuo per chilometri è una sfida. E qualsiasi piccolo difetto deve essere appianato, o è lì che lo schermo del tuo telefono si romperà.
Man mano che il vetro si assottiglia, le sfide cambiano, afferma Scott Forester, direttore di Gorilla Glass Innovations presso Corning, con sede a New York. Corning sta anche sviluppando vetro ultrasottile e vende un prodotto spesso 100 micrometri. Man mano che il vetro di copertura (il tipo che si trova sulla superficie dei telefoni) si assottiglia, è più vulnerabile alla perforazione. Ma rispetto alla plastica, la resistenza alla perforazione del vetro sarà sempre superiore, dice.
L'elettronica flessibile sta già facendo progressi, ma non in un modo che sia ovvio per i consumatori. Oggi, gli schermi flessibili sono utilizzati in dispositivi come il Galaxy Edge, un telefono con uno schermo rigido che si curva ai lati. Il display OLED all'interno del telefono è realizzato in plastica e laminato su un vetrino coprioggetto in vetro Corning Gorilla. Se quel vetro di copertura fosse flessibile, e con altre modifiche, il dispositivo stesso potrebbe essere flessibile. Il vetro di copertura oggi è 10 volte più spesso, di solito circa 550 micrometri (mezzo millimetro), rispetto al vetro che Schott sta sfoggiando.
Forester afferma che i pezzi sono a posto per l'elettronica di consumo più flessibile. Il vetro è pronto e i circuiti flessibili sono quasi pronti. Ora stanno aspettando i designer e i consumatori. Ci deve essere un fattore di forma che aggiunga valore alle persone, dice.
In questo momento non è chiaro cosa sarà. Ma Corning sta lavorando anche al vetro che lo consentirà. Poiché lo scambio ionico diventa più difficile nei materiali più sottili, l'azienda sta cercando di cambiare la matrice sottostante del vetro stesso, un cambiamento più fondamentale nel materiale. Gli esseri umani usano il vetro dall'età della pietra, ma c'è ancora molta più chimica da esplorare, dice Forester. I nostri scienziati testano 30 o 40 nuovi bicchieri ogni giorno, dice.