Nekateri najbolj veseli deli iz filmov o Harryju Potterju vključujejo naslovno stran Daily Prophet, čarovniškega časopisa s fotografijami, ki se gibljejo kot gif.
"V Harryju Potterju je to čarovnija, " pravi Jonathan Coleman, znanstvenik za materiale na Trinity College Dublin. "Toda za nas je to tehnologija."
Coleman in njegova ekipa so ustvarili prve tiskane tranzistorje, ki so v celoti izdelani iz 2D nanomaterialov. Z drugimi besedami, naredili so popolnoma ravno elektroniko, ki jo je mogoče natisniti izjemno poceni. Te tiskane elektronike bi lahko imele poljubno število uporab. Na primer, jih je mogoče uporabiti za nadomestitev tradicionalnih etiket v supermarketu. Namesto da bi zaposleni s pištolo za nalepke hodili okoli spreminjajočih se cen, bi se lahko elektronske etikete samodejno posodobile. Lahko bi naredili potne liste, ki se obnavljajo, ali steklenice vina, ki povedo, kdaj jih hranite pri prevroči temperaturi. Kot v scenariju o Harryju Potterju bi jih lahko uporabili za izdelavo ganljivih časopisov, plakatov in knjižnih jopičev.
Coleman vidi, da se ta tehnologija združuje z internetom stvari, da bi povezali tudi najbolj običajne predmete. Vaša škatla mleka bi lahko zdaj imela internetno povezavo prek svoje etikete in govorila neposredno s pametnim telefonom, da vam pove, kdaj začne zmanjkovati ali slabe volje. Okno vaše spalnice lahko ponuja nenehne posodobitve vremena.
"Če lahko zelo poceni tiskate elektroniko, si lahko predstavljate stvari, ki so skoraj nepredstavljive, " pravi Coleman.
Tiskana elektronika obstaja v določeni obliki že približno 30 let. Prednost teh novih tranzistorjev v primerjavi s starejšo tiskano elektroniko je v primerjavi z njihovimi gradbenimi materiali. Medtem ko je večina tiskane elektronike narejena iz polimerov, je ta nov izum narejen iz grafena. Grafen, veliko napihnjen nanomateriali, je dvodimenzionalna mreža satja iz ogljika debela le en atom. Je močan, lahek in izredno dober dirigent, plus - in kar je najpomembneje - poceni.
"Narejen je iz grafita, grafit pa je le nekaj, kar je izkopano iz zemlje, " pravi Coleman.
Coleman pravi, da je poleg cenejše nove elektronike z 2D tiskanjem bistveno kakovostnejša. Obstoječi tipi imajo številne omejitve zmogljivosti, povezane s stabilnostjo in pretvorbo energije.
Tranzistorji so bili natisnjeni z uporabo grafenovih nanosheetrov kot elektrod, z volframovim diselenidom in borovim nitridom (druga dva nanomateriala) kot druge dele tranzistorja. Nanomateriali se proizvajajo v tekočini, metodo, ki jo je razvil Coleman. Nastali nanoslohi so ravni in (relativno) široki in so lahko vodljivi, izolirni ali polprevodni, odvisno od materiala.
Raziskava je bila ta mesec objavljena v reviji Science .
Coleman ocenjuje, da bi lahko minilo približno desetletje, preden bodo izdelki, ki vključujejo to tehnologijo, dovolj dobri, da se lahko tržijo. To je razmeroma kratek časovni razpon, pravi, saj je za nanomateriale, kot je grafen, toliko globalnega zanimanja in zato toliko znanstvenikov, ki delajo za optimizacijo izdelkov, kot so ti. Njegove lastne raziskave so del Graphene Flagship, milijarde evrov, ki ga financira EU za nadaljnje inovacije grafena s potencialno uporabo za javnost.
"To je na dosegu roke, " pravi. "Vemo, kaj je treba storiti, samo vprašanje je, kako to storiti, in denar je na voljo."
2D tiskana elektronika je le ena potencialna uporaba nanomaterialov, kot je grafen. Druge uporabe v preiskavi vključujejo izredno hitro polnjenje baterij, gobice za čiščenje razlitja olja in sončne panele, ki delujejo tudi v dežju.
"Nanomateriali imajo celo vrsto čudovitih lastnosti, za katere trdno verjamem, da bodo spremenili svet, saj nam bodo omogočili, da bodo stvari in aplikacije boljše, hitrejše in cenejše, " pravi Coleman. "Tehnološka revolucija se spušča po tiru, na katerem smo začeli videti prve sadove, in mislim, da bomo v naslednjem desetletju ali tako videli neverjetne stvari."
