Новая технология плазменного нанесения покрытий может вытеснить с рынка редкоземельный металл индий, который используется в стеклах смартфонов и умных окнах. По прогнозам, его запасы истощатся через 10 лет.
Команда под руководством исследователя из Университета Сиднея разработала недорогую, экологически безопасную и готовую к использованию технологию, которая может затемнять экраны электронных устройств, противобликовые зеркала автомобилей и умные окна, а стоит гораздо дешевле используемой в настоящий момент технологии.
Она заменит один из самых редких и при этом широко используемых современных материалов — индий. Это редкий химический элемент, широко применяемый в смартфонах и компьютерах, лобовых стеклах автомобилей и умных окнах.
Хотя при производстве экранов сматрфонов используется лишь небольшое количество индия, это дорогой материал, который сложно достать; его природные залежи достаточно скудны. В промышленности индий часто получают как побочный продукт при добыче цинка, поэтому, если возрастет спрос на такие оптоэлектронные устройства, как жидкокристаллические экраны и сенсорные панели, может возникнуть дефицит.
Доктор Бенам Ахаван, обладатель премии, вручаемой молодым специалистам за выдающиеся научные открытия Научным советом Австралии, работающий на факультетах биомедицинской техники, физики и нанотехнологий в Университете Сиднея, разработал гибридный нанокомпозиционный материал, генерируемый плазмой, который не содержит индий, но представляет собой недорогую, доступную и экологически безопасную электрохромную технологию, позволяющую затемнять стекло при нажатии на кнопку или прикосновении к экрану.
Исследование опубликовано в журнале Solar Energy Materials & Solar Cells 19 июля.
Материал, генерируемый плазмой, состоит из серебра и оксида вольфрама. Его можно наносить практически на любые твердые поверхности, включая эластичную пластмассу.
Плазму, которую называют четвертым агрегатным состоянием вещества, получают при подаче энергии для возбуждения газа. Плазма чаще всего используется во флуоресцентных лампах, неоновых вывесках и экранах некоторых телевизоров и компьютеров.
"Когда вы регулируете степень прозрачности портативных электронных устройств или умных окон, за это отвечает электрохромное устройство", — говорит доктор Ахаван.
"До этого момента для работы таких устройств требовались такие материалы, как редкий индий. То, что мы создали, — это просто мечта производителя: технология, которая устраняет потребность в индии, вместо которого предлагается использовать трехслойную структуру, генерируемую плазмой, производство которой обходится гораздо дешевле".
Ранние версии данной технологии появились в 2019 году, в них использовался новый метод нанесения оксида вольфрама под названием высокомощное импульсное магнетронное напыление (плазменная технология, используемая для создания этих материалов).
Теперь, вместо простого слоя оксида вольфрама, группа специалистов разработала нанокомпозиционный материал из оксида вольфрама и серебра. Этот подход, основанный на нанотехнологии, позволяет электрохромным устройствам эффективно и быстро менять цвет по запросу пользователя.
Плазменные покрытия отличаются прозрачностью и электропроводностью. Они состоят из слоя серебра, примерно в 10 тысяч раз тоньше человеческого волоса, расположенного между двумя нанотонкими слоями оксида вольфрама, содержащими наночастицы серебра.
"Эти генерируемые плазмой покрытия можно наносить на электронную бумагу, смартфоны и стеклянные окна и регулировать их яркость с помощью слабого электрического тока".
Источник: Университет Сиднея
