Вироби і пристрої на основі графену продовжують завойовувати все нові сфери. Здавалося б, чим можуть здивувати вчені після папери, флешки і навіть шовку на основі графену? І тим не менш, змогли.
Команда вчених з Делфтського технологічного університету (Нідерланди) спільно з фахівцями з іспанської компанії Graphenea зайнялася розробкою кольорових дисплеїв на основі електронного паперу.
Нагадаємо, що електронний папір, або Е-Ink, представляє собою технологію відображення інформації, яка імітує звичайну друк на папері. На відміну від традиційних плоских рідкокристалічних дисплеїв, в яких матриця просвічується для формування зображення, електронний папір створює зображення у відбитому світлі, як звичайний целюлозний «колега».
Крім того, вона здатна зберігати зображення (текстове або графічне) досить довго, при цьому не споживаючи енергію і витрачаючи її на зміну самого зображення.
Сьогодні дисплеї e-Ink використовуються в навігаторах та електронних книгах. Але, незважаючи на перевагу у вигляді мінімального споживання енергії, у них є і вельми серйозний недолік: низька контрастність. Електронний папір може відтворювати лише сіро-чорні картинки і не підходить для перегляду відео або навіть простих кольорових зображень.
У ході дослідження вчені виявили, що якщо деформувати графенові мембрани певним способом, то можна контролювати одержуваний колір. Метод отримав робочу назву «графеновий повітряна куля». Кожен з порожнистих куль (поглиблень) розміром близько 10 нанометрів містився на крихітній кремнієвій підкладці, а зверху на нього укладалися два графенових листа.
В залежності від того, як графен перегибался через ці отвори, він по-різному відображав кольори: вчені змінювали тиск усередині і поза порожнини кулі, і, коли графенові мембрани прогиналися всередину і назовні, вони демонстрували кільця Ньютона.
Вперше ці «кільця» були описані саме Ісааком Ньютоном, щоправда, назва «кільця» досить умовно. Насправді це кільцеподібні максимуми і мінімуми освітленості, які з’являються завдяки інтерференції світла, що відбивається від дна порожнини, коли матеріал натягується поверх.
В даному випадку графенову мембрана, змінюючи проходження світлової хвилі, стимулювала прояв одних кольорів і послаблювала або зовсім видаляла інші. Так, коли графеновий лист опинявся близько до кремнієвій пластинці, виходив блакитний колір, а коли куля вигинався назовні — червоний.
Власне, сам процес, описаний вище, вже застосовується в роботі деяких гаджетів — такі дисплеї засновані на світловідбивних мембранах і порожнинах в окремих «механічних» пікселях, однак вони виробляються на основі кремнієвих матеріалів. Між тим графен має електропровідність вище в 1000 раз, що не тільки поліпшить продуктивність пристроїв, але і посприяє створенню нового покоління гнучких дисплеїв, укладають дослідники.
Тепер команда працює над прототипом першого дисплея на основі графену. Планується, що він буде представлений в 2017 році на Всесвітньому мобільному Конгресі в Барселоні. Наукова стаття з результатами дослідження опублікована у фаховому виданні Nano Letters.
Нагадаємо, що раніше російські вчені довели: графен може стати ідеальним матеріалом для створення плазмових приладів, здатних виявити вибухові, отруйні та інші органічні речовини за наявності навіть однієї молекули. Тим часом американці створили найменшу у світі орігамі, вперше склавши аркуш графена навпіл.
