Από το 2006, όταν η Corning, μια αμερικανική υαλουργική βιομηχανία, ανέπτυξε το Gorilla Glass για να δώσει στο πρώτο iPhone της Apple μια οθόνη ανθεκτική στις γρατσουνιές, έχουν εμφανιστεί πολλοί άλλοι τύποι γυαλιού που έχουν υποστεί διαδικασία σκλήρυνσης για χρήση σε κινητά τηλέφωνα. Αλλά όσο ανθεκτικά και αν είναι, οι άνθρωποι συνεχίζουν να τα ραγίζουν και να τα σπάνε. Ο Jingwei Hou πιστεύει ότι βρήκε τη λύση.
Ο Δρ. Hou και οι συνάδελφοί του στο Πανεπιστήμιο του Queensland, στην Αυστραλία, αποτελούν μέλη μιας ευρύτερης ομάδας ερευνητών που εργάζονται πάνω σε μια ομάδα υλικών που ονομάζονται περοβσκίτες.
Ο αρχικός περοβσκίτης, το οξείδιο του ασβεστίου και του τιτανίου, είναι ένα ορυκτό που ανακαλύφθηκε στα Ουράλια όρη το 1839 και πήρε το όνομά του από τον Ρώσο ορυκτολόγο κόμη Lev Perovski. Έκτοτε, η ονομασία έχει επικρατήσει να χρησιμοποιείται για μια σειρά υλικών που μοιράζονται παρόμοια κρυσταλλική δομή.
Μεγάλο μέρος του ενδιαφέροντος για τους περοβσκίτες οφείλεται στο γεγονός ότι εκείνοι που συνδυάζουν άτομα μετάλλων με χλώριο, βρώμιο ή ιώδιο (μέλη μιας ομάδας στοιχείων που ονομάζονται αλογόνα) είναι ημιαγωγοί. Αυτό τους καθιστά δυνητικά χρήσιμους σε διάφορα ηλεκτρονικά.
Ειδικότερα, ένα πολλά υποσχόμενο χαρακτηριστικό των αλογονιδίων μετάλλων είναι ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή νέων τύπων ηλιακών κυψελών που είναι πιο αποτελεσματικές στη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια από τις κυψέλες πυριτίου που χρησιμοποιούνται σήμερα. Η βρετανική εταιρεία Oxford PV, φέρνει στην αγορά μερικές από τις πρώτες ηλιακές κυψέλες περοβσκίτη.
Ωστόσο, ό,τι λειτουργεί προς τη μία κατεύθυνση συχνά λειτουργεί και προς την άλλη, όπως συμβαίνει και με τους περοβσκίτες. Αυτό σημαίνει ότι, αντί να μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρικό ρεύμα, οι περοβσκίτες μεταλλικών αλογονιδίων μπορούν να λειτουργήσουν αντίστροφα, εκπέμποντας φως ως απόκριση στο ηλεκτρικό ρεύμα.
Μια συστοιχία μικροσκοπικών κόκκων περοβσκίτη θα μπορούσε επομένως να λειτουργήσει όπως ένα πλέγμα από leds σε μια οθόνη.
Για την παραγωγή τέτοιων οθονών, ο Δρ. Hou και η ομάδα του ανέπτυξαν έναν τρόπο να δεσμεύουν μικροσκοπικούς «νανοκρυστάλλους» περοβσκιτών αλογονιδίου του μολύβδου σε ένα ειδικά επεξεργασμένο συνθετικό σύνθετο γυαλί.
Καθώς αυτοί οι νανοκρύσταλλοι είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι και αποσυντίθενται ταχύτατα αν εκτεθούν στην υγρασία του αέρα, η δέσμευσή τους στο γυαλί τους προστατεύει. Αποτρέπει επίσης την έκπλυση των ιόντων μολύβδου, τα οποία είναι τοξικά, από το υλικό. Στο τέλος της ζωής τους, οι οθόνες θα είναι ανακυκλώσιμες.
Μια μελέτη που πραγματοποίησε ο Δρ. Hou σε συνεργασία με ομάδες από τη Βρετανία και τη Γαλλία, η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Science, έδειξε ότι οι οθόνες περοβσκίτη που κατασκευάστηκαν με αυτόν τον τρόπο ήταν αποτελεσματικές στην εκπομπή φωτός, ικανές να παράγουν ευκρινείς, φωτεινές εικόνες.
Επίσης, το φως, μεταβάλλοντας τα χαρακτηριστικά των νανοκρυστάλλων, μπορούσε να συντονιστεί σε διαφορετικά χρώματα.
Ένα πρόσθετο πλεονέκτημα ήταν ότι οι οθόνες ήταν εξαιρετικά ανθεκτικές, λόγω του τρόπου με τον οποίο οι νανοκρύσταλλοι συνδέονταν με το γυαλί.
Σε αυτό βοήθησε η μηχανική δομή του γυαλιού (τεχνικά γνωστό ως ζεολιθικό ιμιδαζολικό πλαίσιο) που έχει μια ατομική διάταξη σαν σφουγγάρι. Έτσι δημιουργείται ένας βαθμός ευκαμψίας που βοηθά να αποφεύγονται τα προβλήματα θραύσης που προκαλούνται από την ευθραυστότητα.
ο Δρ. Hou εκτιμά ότι, στο βαθμό που οτιδήποτε μπορεί να θεωρηθεί άθραυστο, οι οθόνες περοβσκίτη μπορούν να χαρακτηρίζονται ως τέτοιες, ενώ μπορούν να χρησιμοποιηθούν όχι μόνο για τηλέφωνα, αλλά και για προϊόντα που κυμαίνονται από τηλεοράσεις και υπολογιστές έως φωτισμό.
Βέβαια, πιστεύει ότι για να φτάσουμε στο επιθυμητό αποτέλεσμα, μπορεί να χρειαστούν πέντε έως δέκα χρόνια ανάπτυξης, που σημαίνει ότι, έως τότε, θα πρέπει να είμαστε λίγο περισσότερο προσεκτικοί με τις οθόνες των συσκευών μας.
© 2021 The Economist Newspaper Limited. All rights reserved.
Άρθρο από τον Economist το οποίο μεταφράστηκε και δημοσιεύθηκε με επίσημη άδεια από την www.powergame.gr Το πρωτότυπο άρθρο, στα αγγλικά βρίσκεται στο www.economist.com
