Nogle af de mest dejlige stykker fra Harry Potter-filmene involverer forsiden af Daily Prophet, den troldmandsavis, der indeholder fotografier, der bevæger sig som gif.
”I Harry Potter er det magi, ” siger Jonathan Coleman, en materialevidenskabsmand ved Trinity College Dublin. ”Men for os er det teknologi.”
Coleman og hans team har oprettet de først nogensinde trykte transistorer lavet udelukkende af 2D nanomaterialer. Med andre ord har de lavet helt flad elektronik, der potentielt kan udskrives ekstremt billigt. Denne trykte elektronik kan have et hvilket som helst antal anvendelser. De kunne f.eks. Bruges til at erstatte traditionelle prisetiketter i et supermarked. I stedet for at have en medarbejder med en etiketpistol, der går rundt i skiftende priser, kunne elektroniske etiketter automatisk opdatere sig selv. De kunne lave pas, der forny sig, eller vinflasker, der fortæller dig, når de opbevares ved en for varm temperatur. Som i Harry Potter-scenariet, kunne de bruges til at lave aviser, plakater og bogjakker.
Coleman ser denne teknologi smelte sammen med Internet of Things for at gøre selv de mest almindelige ting forbundet. Din karton med mælk kan nu have internetforbindelse gennem dens etiket og tale direkte til din smartphone for at fortælle dig, hvornår det er begyndt at løbe tør eller gå dårligt. Dit soveværelsesvindue kan tilbyde kontinuerlige vejropdateringer.
”Hvis du kan udskrive elektronik meget billigt, kan du forestille dig ting, der er næsten ufattelig, " siger Coleman.
Trykt elektronik har eksisteret i en eller anden form i cirka 30 år. Fordelen ved at disse nye transistorer har ældre trykt elektronik har at gøre med deres byggematerialer. Mens de fleste trykte elektronik er fremstillet af polymerer, er denne nye opfindelse lavet af grafen. Grafen, et meget brummet nanomateriale, er en todimensionel bikagegitter af kulstof, der kun er et tykt atom. Det er stærkt, let og en ekstrem god leder, plus - og måske vigtigst - det er billigt.
”Den er lavet af grafit og grafit er bare noget, der er gravet ud af jorden, ” siger Coleman.
Ud over at være billigere, synes den nye 2D-trykte elektronik at være meget bedre kvalitet end de nuværende versioner, siger Coleman. Eksisterende typer har en række ydelsesbegrænsninger, der har at gøre med stabilitet og energikonvertering.
Transistorerne blev trykt ved anvendelse af grafenananark som elektroder med wolframdiselenid og bornitrid (to andre nanomaterialer) som de andre dele af transistoren. Nanomaterialerne er produceret i væske, en metode udviklet af Coleman. De resulterende nanosark er flade og (relativt) brede og kan være ledende, isolerende eller halvledende afhængigt af materialet.
Forskningen blev offentliggjort denne måned i tidsskriftet Science .
Coleman vurderer, at det kan gå et årti eller deromkring, før produkter, der inkorporerer denne teknologi, er gode nok til at de kan markedsføres. Dette er en relativt kort tidslinje, siger han, fordi der er så stor global interesse for nanomaterialer som grafen, og derfor er så mange forskere, der arbejder for at optimere produkter som disse. Hans egen forskning er en del af Graphene Flagship, et EU-finansieret initiativ til en milliard euro til yderligere at grafene innovationer med potentiel anvendelse for offentligheden.
”Det er inden for berøringsafstand, ” siger han. ”Vi ved, hvad der skal gøres, det er bare et spørgsmål om at gøre det, og pengene er på plads.”
Den 2D-trykte elektronik er kun en potentiel anvendelse af nanomaterialer som grafen. Andre anvendelser, der undersøges, inkluderer ekstremt hurtigopladede batterier, svampe til oprydning af oliespild og solcellepaneler, der fungerer selv i regnen.
”Nanomaterialer har en lang række vidunderlige egenskaber, som jeg er overbevist om, at vil ændre verden ved at give os mulighed for at gøre ting og applikationer bedre, hurtigere og billigere, ” siger Coleman. "Vi har en teknologisk revolution, der kommer ned på banen, som vi begynder at se de første frugter af, og jeg tror, vi vil se fantastiske ting i løbet af det næste årti."
