تحولی عظیم در صفحه لمسی گوشی‌های آینده!

در حال حاضر صفحه‌های لمسی گوشی‌های هوشمند مقاومت چندانی ندارند و بسیاری از کاربران تجربه شکسته شدن این صفحات را دارند. حال محققان دانشگاه “ساسکس”(Sussex) یک جایگزین قدرتمند و ارزان‌تر برای این صفحات تولید کرده‌اند.

این بار هم همانند اکثر مواقع ماده اصلی این دستاورد ارزشمند، گرافن است که با ترکیب آن با نانوسیم‌هایی از جنس نقره، صفحه‌های لمسی جدیدی ساخته می‌شود که مقاومت بیشتری نسبت به نمونه‌های فعلی دارد و تولید آن ساده‌تر است. بعلاوه این صفحات گرافنی انرژی کمتری مصرف می‌کنند و با انعطاف‌پذیری بالایی که دارند می‌توانند به راحتی خم شوند.

صفحات لمسی موجود در بازار معمولا از یک لایه اکسید قلع و ایندیوم استفاده می‌کنند که با وجود رسانایی فوق‌العاده بالا، بسیار گران و شکننده هستند در مواردی هم از نقره استفاده شده است که باز هم از نظر اقتصادی به صرفه نیست.

محققان دانشگاه دریافتند که با ترکیب این ماده با گرافن ضمن کاهش میزان نقره می‌توان صفحات لمسی بهتری نیز تولید کرد.

گرافن (Graphene) نامِ یکی از آلوتروپ‌هایِ کربن است. متشکل از لانه زنبوری SP۲ و همچنین گرافین (به انگلیسی: Graphine) نامِ یکی از آلوتروپ‌هایِ کربن است. متشکل از SP+SP۲ هیبریدیزه شده؛ البته گرافین و گرافن را نباید با هم اشتباه گرفت. اما خواص آن‌ها آن قدر به هم مشابه‌هستند که به جای هم به کار می‌روند.

گرافن یک لایه کربن به ضخامت یک اتم است که قابلیت رسانایی آن بهتر از مس است و برای دستگاه‌های الکترونیکی بسیار کارآمد است.

در گرافیت (یکی دیگر از آلوتروپ‌هایِ کربن)، هر کدام از اتم‌هایِ چهارظرفیتیِ کربن، با سه پیوندِ کووالانسی به سه اتمِ کربنِ دیگر متصل شده‌اند و یک شبکه گسترده را تشکیل داده‌اند. این لایه خود بر رویِ لایه‌ای کاملاً مشابه قرار گرفته‌ است و به این ترتیب، چهارمین الکترونِ ظرفیت نیز یک پیوندِ شیمیایی داده‌ است، اما پیوندِ این الکترونِ چهارم، از نوعِ پیوندِ واندروالسی است که پیوندی ضعیف است. به همین دلیل لایه‌هایِ گرافیت به‌راحتی بر رویِ هم سر می‌خورند و می‌توانند در نوکِ مداد به کار بروند. گرافین ماده‌ای است که در آن تنها یکی از این لایه‌هایِ گرافیت وجود دارد و به عبارتی چهارمین الکترونِ پیوندیِ کربن، به عنوان الکترونِ آزاد باقی‌مانده‌است.

محققان دانشگاه ساسکس در فرایند تولید این صفحات، فیلم‌های فوق نازک گرافن را در آب قرار دادند و سپس با استفاده از مهر پلاستیکی آن را بر روی لایه‌ای از نانوسیم‌های نقره فشار دادند.

ممکن ات این روش بسیار زمان‌بر به نظر برسد اما محققان معتقدند به راحتی با استفاده از دستگاه‌های اسپری‌کننده و یا غلتک‌های هوشمند می‌توان سرعت فرایند را به طور چشمگیری افزایش داد.

“آلن دالتون”(Alan Dalton) محقق ارشد این تیم گفت: اضافه کردن گرافن به نانوسیم‌های نقره منجر به افزایش میزان رسانایی آنها تا حدود ۱۰ هزار برابر شده است و این به این معنی است که شما با استفاده از بخشی از مقادیر نقره‌ای که قبلا استفاده می‌شد، قادرید نتیجه مشابه و یا حتی بهتری را ایجاد کنید که عملکرد آن بهتر و مصرف انرژی آن نیز کمتر است.

به گفته محققان استفاده از گرافن سبب می‌شود هزینه استفاده از فیلم‌های حساس به لمس نیز تا حد قابل توجهی کاهش یابد.

“متیو لارج”(Matthew Large) یکی دیگر از محققان این پروژه گفت: یکی از مسائل درباره نقره این است که در معرض هوا کدر می‌شود و ما متوجه شدیم که لایه گرافنی سبب می‌شود که هجوم مولکول‌های هوا به نقره بی‌اثر شود و همچنین این فیلم‌های گرافنی در صورتی که خم شوند هیچ تغییری در مشخصه‌های الکترکی آنها ایجاد نمی‌شود در حالیکه نمونه‌های پیشین با محدودیت‌های زیادی در این زمینه مواجه بودند و این ماده جدید راه را برای ساخت دستگاه‌های کاملا انعطاف‌پذیر هموار می‌کند.

نتایج این تحقیق در ژورنال علمی Langmuir منتشر شده است.