Jotkut Harry Potter -elokuvien ihastuttavimmista palasista sisältävät Daily Prophet -lehden etusivun. Ohjattu sanomalehti sisältää valokuvia, jotka liikkuvat gifinä.
"Harry Potterissa se on taikuutta", sanoo Jonathan Coleman, Dublinin Trinity College -materiaalitieteilijä. "Mutta meille se on tekniikka."
Coleman ja hänen tiiminsä ovat luoneet ensimmäiset painetut transistorit, jotka on valmistettu kokonaan 2D-nanomateriaaleista. Toisin sanoen he ovat tehneet täysin tasaista elektroniikkaa, joka voidaan mahdollisesti tulostaa erittäin halvalla. Näillä painetulla elektroniikalla voi olla mikä tahansa määrä käyttötapoja. Niitä voidaan käyttää esimerkiksi korvaamaan perinteiset hintamerkinnät supermarketissa. Sen sijaan, että etikettipistoolilla työskentelevä muuttuisi hinnoissa, elektroniset etiketit voisivat päivittyä automaattisesti. He voivat tehdä itse uudistuvia passeja tai viinipulloja, jotka kertovat sinulle, kun niitä varastoidaan liian lämpimässä lämpötilassa. Kuten Harry Potter -skenaariossa, niitä voitiin käyttää liikkuvien sanomalehtien, julisteiden ja kirjatakien valmistamiseen.
Coleman näkee tämän tekniikan sulautuvan esineiden internetiin, jotta jopa kaikkein tavallisimmat tuotteet olisivat yhteydessä toisiinsa. Maidonpakkauksessasi voi nyt olla Internet-yhteys tarransa kautta, puhuen suoraan älypuhelimellesi kertoaksesi sinulle, kun se alkaa loppua tai menee huonosti. Makuuhuoneesi ikkunassa voi olla jatkuvia sääpäivityksiä.
"Jos pystyt tulostamaan elektroniikkaa erittäin halvalla, voit kuvitella asioita, joita on lähes käsittämätöntä", Coleman sanoo.
Painettu elektroniikka on jossain muodossa ollut olemassa noin 30 vuotta. Etu, joka näillä uusilla transistoreilla on vanhempaan painettuun elektroniikkaan nähden, liittyy niiden rakennusmateriaaleihin. Vaikka suurin osa painetusta elektroniikasta on valmistettu polymeereistä, tämä uusi keksintö on valmistettu grafeenista. Grafeeni, paljon sumutettu nanomateriaali, on kaksiulotteinen hunajakennon hila, jossa on vain yksi atomin paksu hiili. Se on vahva, kevyt ja erittäin hyvä johdin, plus - ja mikä tärkeintä - se on halpaa.
"Se on tehty grafiitista ja grafiitista on vain jotain, joka on kaivettu maasta", Coleman sanoo.
Sen lisäksi, että uusi 2D-painettu elektroniikka on halvempaa, se on huomattavasti parempaa laatua kuin nykyiset versiot, Coleman sanoo. Nykyisillä tyypeillä on useita suorituskyvyn rajoituksia, jotka liittyvät vakauteen ja energian muuntamiseen.
Transistorit painettiin käyttämällä grafeeninano-arkkeja elektrodeina, joissa volframidiselenidi ja boorinitridi (kaksi muuta nanomateriaalia) transistorin muina osina. Nanomateriaalit tuotetaan nestemäisessä muodossa, jonka on kehittänyt Coleman. Tuloksena olevat nanosivut ovat tasaisia ja (suhteellisen) leveitä ja voivat olla johtavia, eristäviä tai puolijohtavia materiaalista riippuen.
Tutkimus julkaistiin tässä kuussa Science- lehdessä.
Coleman arvioi, että voi kulua vuosikymmen sitten, ennen kuin tätä tekniikkaa sisältävät tuotteet ovat riittävän hyviä saattamaan sen markkinoille. Tämä on suhteellisen lyhyt aikajana, hän sanoo, koska nanoseoksista, kuten grafeeni, kiinnitetään niin paljon maailmanlaajuista kiinnostusta, ja siksi niin monet tutkijat pyrkivät optimoimaan tällaisia tuotteita. Hänen oma tutkimuksensa on osa Graphene-lippulaitetta, miljardin euron EU: n rahoittamaa aloitetta grafeeni-innovaatioiden edistämiseksi, jotta niitä voidaan käyttää yleisölle.
"Se on kosketusetäisyydellä", hän sanoo. "Tiedämme, mitä on tehtävä, se on vain tekemisen kysymys, ja rahat ovat paikoillaan."
2D-painettu elektroniikka on vain yksi mahdollinen nanomateriaalien, kuten grafeenin, käyttö. Muihin tutkittuihin käyttötarkoituksiin kuuluvat erittäin nopeasti ladattavat akut, sienet öljyvuotojen puhdistamiseksi ja aurinkopaneelit, jotka toimivat jopa sateessa.
”Nanomateriaaleilla on koko joukko upeita ominaisuuksia, joiden uskon vakaasti uskovan muuttavan maailmaa antamalla meille mahdollisuuden tehdä asioista ja sovelluksista parempia, nopeampia ja halvempia”, Coleman sanoo. "Meillä on tekninen vallankumous tulossa tielle, josta olemme alkaneet nähdä ensimmäisiä hedelmiä, ja luulen näkevämme uskomattomia asioita seuraavan vuosikymmenen aikana."
