hrvatski

Zasloni od savitljivih nanocijevčica

U trenucima kada gledamo televizijsku emisiju ili pak koristimo računalo ili mobitel, obično ne razmišljamo o zaslonu - ključnom sučelju bez kojega navedene uređaje ne bismo niti mogli koristiti. Zasloni koji trenutno postoje na tržištu se mogu podijeliti u dvije osnovne skupine: zaslone s katodnim cijevima i tanke zaslone. Tehnologija katodnih cijevi je poznata već gotovo čitavo stoljeće. Stvaranje se slike temelji na sudarima brzih elektrona s fluorescentnim materijalom nanesenim na prednji dio cijevi. Elektroni su ubrzani snažnim električnim poljem (reda veličine kilovolta), a na željeno mjesto na zaslonu dovedeni nizom međusobno okomitih magnetskih polja. Svaka se točkica na fluorescentnom dijelu osvježava 50 do 100 puta u sekundi, što radi tromosti oka stvara dojam pokretne slike. Zadnjih godina zasloni s katodnim cijevima svoje mjesto polako ustupaju takozvanim tankim zaslonima, čija se tehnologija temelji na korištenju tekućih kristala (LCD, od engl. liquid crystal displays) ili plazme. Tehnologija LCD-zaslona koristi činjenicu da dovođenjem napona na njegove krajeve tekući kristal polarizira svjetlost. Sloj se tekućih kristala postavi između svjetlosnog izvora i polarizatora s osi polarizacije okomitoj osi polarizacije sloja tekućeg kristala (korisnik zaslona gleda prema polarizatoru). Kontrolom se napona pojedinih djelića sloja tekućeg kristala kontrolira propuštanje svjetlosti kroz vanjski polarizator te time nadzire nastanak slike. LCD-zasloni se najčešće susreću kod prijenosnih računala. Zaslone temeljene na plazmi često susrećemo na trgovima velikih gradova, željezničkim kolodvorima ili zrakoplovnim lukama. Fizičari i kemičari plazmom nazivaju ionizirani plin. Njegovim pobuđenjem (na primjer, visokim naponom) nastaje emisija fotona čija se valna duljina može regulirati sastavom plazme. Zasloni se sastoje od niza pravilno poredanih komorica ispunjenih plazmom, a nastanak slike se nadzire emisijom svjetlosti iz svake komorice. Tržištu se polako nameću neke nove tehnologije proizvodnje tankih zaslona. Jedna od njih su i takozvane organske svjetleće diode – OLED (od engl., organic light emitted diodes). One se od „ običnih“ svjetlećih dioda (ili LED-a) razlikuju u korištenom poluvodičkom materijalu: umjesto anorganskih koriste se organski poluvodiči. Prednost zaslona s OLED-om prema onima s LCD-om je mnogo širi korisni kut gledanja (sigurno ste mijenjanjem kuta gledanja u zaslon s LCD-om uočili da slika poprima bitno drugačiji izgled). Loša je strana zaslona s OLED-om njihov relativno kratak vijek trajanja. Tanki zasloni s ugljikovim nanocjevčicama su blizu komercijalne uporabe. Istraživači zaposleni u laboratorijima korejske tvrtke Samsung su proizveli takav zaslon raspona dijagonale 76 cm. Ugljikove nanocjevčice su dugačke cilindrične molekule nastale zavrtanjem jednog ili više slojeva grafita. Ovisno na načinu zavrtanja, nanocjevčice ugljika s gledišta njihove električne vodljivosti mogu biti izolirajuće ili metalne. Znanstvenici trenutno još nemaju razvijen način kontrolirane proizvodnje izolirajućih ili metalnih nanocjevčica ugljika, što sprečava istraživanja njihove uporabe u polju mikro- i nanoelektronike. Iz toga je razloga pažnja izučavanja primjene nanocjevčica ugljika usmjerena prema područjima u kojima su njihova električna svojstva nevažna, poput, nanomotora, dijelova kompozitnih materijala iznimne čvrstoće, spremnika vodika velikog kapaciteta (koji bi se koristili u motorima pogonjenim vodikom) ili emisije elektrona uslijed kvantno- mehaničkog učinka tuneliranja. Upravo se ovo potonje svojstvo koristi pri konstrukciji zaslona: nanocjevčice ugljika se potaknu na emisiju elektrona koji potom, kao u katodnoj cijevi, međudjeluju s nekim fluorescentnim materijalom stvarajući sliku. U odnosu na katodnu cijev u kojima je za emisiju elektrona potreban napon od nekoliko tisuća volti, kod nancjevčica ugljika se radi o naponu od svega nekoliko volti. Sve gore navedene vrste zaslona imaju jednu zajedničku osobinu: nesavitljivost. Savitljivi bi zasloni imali veliko područje primjena: zamislite samo elektroničke novine čiji bi se sadržaj učitao putem bežične mreže te potom savile i spremile u džep ili prozirni podatkovni zaslon zalijepljen na prednje staklo automobila, kao u filmovima o tajnom agentu 007! Za sada su najozbiljniji kandidati savitljivih zaslona oni temeljeni na OLED-u ili ugljikovim nanocjevčicama. Prodor u tome polju je napravila skupina američkih znanstvenika koja je uspjela poslagati snopiće nanocjevčica ugljika na bazu od savitljivog polimera dobivenog od dimetil-siloksana. Savitljivost zaslonu osigurava savršeno močenje dimetil- siloksana i snopića ugljikovih nanocjevčica zbog čega se snopići pri savijanju ne lome niti dolazi do međusobnog poništavanja električnih polja pojedinih snopića (što bi spriječilo emisiju elektrona). Ipak, to je samo prvi korak do savitljivog zaslona: sljedeći je nastojati proizvesti savitljivi fluorescentni sloj koji bi se savijao na potpuno jednak način kao i polimer s nanocjevčicama ugljika. Svaka nejednakost u savijanju polimera i flurescentnog sloja bi dovela do ozbiljnih izobličenja slike. Literatura: [1] Lásló Forró, Nature, 441 (2006) 414

ugljikove nanocijevčice; zasloni

nije evidentirano