Przezroczyste wyświetlacze stają się faktem. Naukowcy zignorowali źródło światła i dokonali przełomu

Wyobraź sobie telefon, który wygląda jak zwykła, elastyczna tafla szkła, a ożywa dopiero po wybudzeniu ekranu. Albo świecące tapety, które można po prostu zwinąć w rulon.

Choć brzmi to jak rekwizyty z filmu science fiction, właśnie zrobiliśmy spory krok w stronę takiej rzeczywistości. Naukowcy opracowali materiał emitujący idealnie białe światło, który jest jednocześnie w pełni przezroczysty i elastyczny.

Uzyskanie czystego, białego światła (zbliżonego do słonecznego) od lat jest Świętym Graalem inżynierów zajmujących się technologiami wyświetlaczy i energooszczędnego oświetlenia. Jak informuje Andrey Feldman na łamach Advanced Science News, dotychczasowe rozwiązania miały jednak jedną, zasadniczą wadę – przyjmowały postać kruchych fragmentów, proszków lub grubych, sztywnych powłok. Taki materiał świetnie sprawdza się w tradycyjnej żarówce czy sztywnej matrycy telewizora, ale całkowicie blokuje rozwój elastycznej, ubieralnej elektroniki przyszłości.

Badacze z Universitat Jaume I de Castellón oraz Gunma University postanowili podejść do problemu od zupełnie innej strony. Zamiast mozolnie ulepszać same cząsteczki emitujące światło (luminofory), postanowili zignorować je i skupić się na ich otoczeniu.

Zmiana paradygmatu, czyli siła polimerowej matrycy

Zazwyczaj, gdy inżynierowie chcą uzyskać bielsze i lepsze światło, modyfikują same molekuły emiterów. Problem polega na tym, iż łączenie w ciałach stałych różnych luminoforów (których fale świetlne muszą się addytywnie zsumować do bieli – podobnie jak piksele w matrycy RGB) bardzo często drastycznie degraduje ich stabilność i jasność. Profesor Francisco Galindo wraz z zespołem odwrócili te zasady o 180 stopni. Zastosowali strategię określaną jako „non-dye-centric” (skupioną na otaczającej matrycy, a nie na centralnym emiterze).

„Zamiast zmieniać molekuły świecące, zadaliśmy sobie pytanie, czy zmiana składu mieszanki polimerowej – zasadniczo dostosowanie równowagi między składnikami przyciągającymi i odpychającymi wodę – może wpłynąć na ostateczny wynik” – wyjaśnia profesor Galindo.

Używając polimerów akrylowych z rodziny PHEMA, naukowcy stworzyli specyficzną, elastyczną „sieć”, w której zamknęli wybrane emitery (świecące na niebiesko i żółto). Okazało się, iż to właśnie odpowiednio zaprojektowane środowisko polimerowe pozwoliło im przetrwać agresywny proces chemiczny i ostatecznie wyemitować idealnie białe, jasne światło z addytywnego połączenia tych dwóch barw, przy zachowaniu pełnej przezroczystości i giętkości samego materiału.

Od zwijanych telewizorów po leczenie raka

Konsekwencje tego odkrycia wykraczają daleko poza fakt, iż nasze przyszłe ekrany będą mogły być przezroczyste. Przejście od kruchych proszków do elastycznych, łatwych w laminowaniu powłok to technologiczna rewolucja, która – jak twierdzą sami twórcy – zostanie bardzo gwałtownie zaimplementowana w przemyśle.

Jednak zespół profesora Galindo patrzy jeszcze dalej. Technologia, w której otoczenie polimerowe optymalizuje działanie uwięzionych w nim cząsteczek, ma ogromny potencjał w medycynie. Mowa tu między innymi o noszonych na ciele biosensorach, zaawansowanych systemach przeciwdrobnoustrojowych, a choćby w fotodynamicznej terapii nowotworów, gdzie precyzyjne sterowanie światłem i reakcjami chemicznymi wewnątrz żywego organizmu odgrywa absolutnie kluczową rolę.

To odkrycie jest fascynujące nie tylko z punktu widzenia fizyki, ale stanowi też doskonałą, niemal filozoficzną lekcję. Okazuje się, iż w zaawansowanej nauce – podobnie jak w wielu innych dziedzinach życia – czasami zamiast na siłę zmieniać główny element układanki, wystarczy po prostu stworzyć mu odpowiednie środowisko do rozwoju. Prawdziwe innowacje rodzą się tam, gdzie badacze mają odwagę porzucić wydeptane ścieżki.

Wyjątkowy LG OLED T – przezroczysty i bezprzewodowy telewizor jeszcze w tym roku w sprzedaży

Jeśli artykuł Przezroczyste wyświetlacze stają się faktem. Naukowcy zignorowali źródło światła i dokonali przełomu nie wygląda prawidłowo w Twoim czytniku RSS, to zobacz go na iMagazine.