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Televisori a nanotubi di carbonio ad alta definizione
I display con nanotubi di carbonio che superano le prestazioni dei televisori a schermo piatto di oggi sono pronti per uscire dal laboratorio e nelle fabbriche, affermano i ricercatori di Motorola . I nanotubi di carbonio rendono possibili televisori ad alta definizione con il colore, il contrasto e la risposta rapida caratteristici di schermi ingombranti basati su tubi a raggi catodici (CRT), ma in un formato a schermo piatto.
I nuovi schermi TV sono una versione nano dei display a emissione di campo (FED) sviluppati da Motorola e altri durante gli anni '90. Sebbene quella tecnologia producesse abbaglianti prototipi di display, costava troppo per competere con i display a cristalli liquidi (LCD). Non aveva senso costruire una fabbrica [per i FED convenzionali]. Il costo [degli LCD] si dimezzava ogni anno, afferma Kenneth Dean, che guida lo sviluppo dei display con nanotubi di carbonio presso Motorola. Tuttavia, afferma, i nanotubi di carbonio hanno dato una seconda ventata alla tecnologia di emissione sul campo producendo componenti più economici che possono essere prodotti più facilmente.
Motorola non ha intenzione di costruire le proprie fabbriche per produrre i display, quindi la società è ora in trattative per la licenza con diverse aziende produttrici. James Jaskie, capo scienziato di Motorola, afferma che due società in Asia stanno ora costruendo fabbriche per produrre display a base di nanotubi di carbonio che potrebbero utilizzare alcuni aspetti della tecnologia Motorola.
I display a emissione di campo, come i CRT, funzionano dirigendo gli elettroni verso i fosfori rossi, verdi e blu disposti sullo schermo. Ma invece di utilizzare un cannone elettronico posizionato un piede e mezzo dietro lo schermo, come nei CRT, i display a emissione di campo utilizzano milioni di minuscoli emettitori di elettroni posizionati a pochi millimetri dallo schermo. I primi display a emissione di campo utilizzavano punte metalliche affilate per gli emettitori, ma erano difficili da realizzare su aree estese e richiedevano tensioni così elevate che erano necessari dispositivi elettronici costosi per controllare dove e quando i pixel si accendevano.
I nanotubi di carbonio, tuttavia, sono così sottili che consentono di abbassare il voltaggio e utilizzare l'elettronica più economica. Usiamo un campo elettrico per estrarre gli elettroni, e più è alto e nitido, più bassa è la tensione di cui hai bisogno, dice Dean. Poiché i nanotubi si comportano così bene come emettitori di elettroni, possono anche essere posizionati più lontano dall'elettronica di controllo, il che secondo Dean dovrebbe rendere più facile la produzione di display di grandi dimensioni.
Ma lavorare con i nanotubi comporta sfide a sé stanti. I ricercatori avevano bisogno di un metodo a bassa temperatura per realizzarli che non sciogliesse il vetro del display; hanno anche dovuto trovare un modo per distribuire uniformemente i nanotubi, poiché l'occhio può rilevare sottili differenze di luminosità tra i pixel vicini. Infine, i nanotubi devono essere distanziati tra loro ad una distanza specifica, poiché funzionano meglio quando non sono troppo vicini ai nanotubi vicini. Dean afferma che la soluzione Motorola prevede materiali che si autoassemblano per formare minuscole particelle di appena tre nanometri di diametro. Esposte a un gas idrocarburico come il metano, queste particelle catalizzano la formazione di nanotubi di tre nanometri di diametro, molto più piccoli delle punte da 20 nanometri usate in precedenza.
Risolti questi problemi, la tecnologia è ora pronta per uscire dal laboratorio. Siamo nella fase di dimostrazione in laboratorio, dice Jaskie. Lo sviluppo della produzione, ovvero la costruzione di una fabbrica e la messa in funzione di tutte le attrezzature di produzione, è il prossimo grande passo.
Steve Jurichich, direttore della tecnologia di visualizzazione presso VisualizzaRicerca , una società di consulenza di Austin, TX, avverte che il successo dipende in parte da quanta tecnologia di produzione esistente può essere utilizzata: gli LCD sono il colosso in questo momento. Se i produttori di televisori a nanotubi dovessero iniziare da zero con nuovi tipi di apparecchiature, afferma, sarebbe impossibile competere.
Ma un potenziale vantaggio dei display a nanotubi di carbonio è che possono utilizzare gli stessi schermi al fosforo già prodotti in serie per i CRT oggi. E Jaskie afferma che il processo di crescita dei nanotubi può utilizzare apparecchiature molto simili a quelle utilizzate oggi per depositare il silicio per gli LCD.
La tecnologia di Motorola avrà molta concorrenza. Non solo i display LCD e al plasma stanno migliorando rapidamente, ma Motorola dovrà competere con altri produttori che sviluppano nuove versioni di display a emissione di campo. Samsung , per esempio, ha anche lavorato su display a base di nanotubi di carbonio (vedi Nanotech on Display ). E Canon e Toshiba stanno pianificando di iniziare a spedire le proprie display di emissione di campo entro la fine del 2007; la loro tecnologia utilizza spazi vuoti di dimensioni nanometriche in una piastra che emette elettroni anziché nanotubi di carbonio. Un'ulteriore concorrenza potrebbe provenire da altre tecnologie emergenti che utilizzano dispositivi organici a emissione di luce o persino nanocristalli (vedi Nanocrystal Displays).
Queste sono tutte cose buone e, dato il giusto lasso di tempo, alcune di esse ce la faranno, dice Jurichich. Ma non aspettateli per Natale.