نمایشگر مبتنی بر گرافن چیست و این تکنولوژی چه زمان به موبایل های هوشمند راه پیدا می کند؟

در هفته گذشته یک شرکت چینی کمتر شناخته شده موبایلی عجیب معرفی کرد که کاربر می توانست آن را همانند یک دستبند، به دور دست خود ببندد. دیدن این قابلیت سوالی ساده را در ذهن هر مشتاق به دنیای تکنولوژی جای می دهد: چرا شرکت های بزرگتر جهان تکنولوژی به سوی توسعه گجت های انعطاف پذیر، گامی موثر برنداشته اند؟

سامسونگ و ال جی، حالا سال هاست که برای به رخ کشیدن قابلیت های خود، در نمایشگاه های مختلف نمایشگرهایی رول شونده، خمیده و قابل انعطاف را به نمایش می کشند اما این ها، همه نمونه اولیه هستند و تا استفاده شدن در محصولات نهایی، راهی دراز در پیش دارند.

از سوی دیگر، بد نیست نگاهی داشته باشیم به ساختار همین نوع صفحه نمایش ها و ببینیم نمایشگرهای انعطاف پذیر مبتنی بر گرافن، چه هستند و چگونه ساخته می شوند.

گرافن چیست؟

به سادگی می توان گفت لایه ای از کربن خالص است. گرافن نازک ترین، سبک ترین، قدرتمند ترین، شفاف ترین و رسانا ترین ماده الکتریسیته و گرما است که تا کنون توسط دانشمندان کشف شده. این ماده بسیار قدرتمند که با سایر مواد، نظیر فلزهای گوناگون یا گاهی هم پلاستیک ادغام می شود، می تواند آینده ی گجت های الکتریکی ما را به صورت متفاوتی شکل دهد.

تا کنون تحقیقات مفید بسیاری در زمینه استفاده از گرافن در لوازم الکتریکی و بیوتکنولوژیک انجام شده، اگرچه هنوز هم راه زیادی در پیش است تا این ابزارها به شکل گسترده به بازارهای مختلف ارسال شوند.

در سال ۲۰۱۲، تحقیقات مرتبط با این ماده رنگ و بوی دیگری به خود گرفت چرا که دانشمندان موفق شدند راهکاری ابداع نمایند که توسط آن، تولید گرافن با کیفیت، با راهکارهای سالمی همراه شود که سم کمتری تولید می کرد. به همین دلیل اکنون به هیچ عنوان تعجب انگیز نیست که شرکت های بزرگ تکنولوژیک و توسعه دهنده بخش های مختلف ابزارهای الکتریکی، در صدد استفاده از گرافن برآمده اند.

شرکت چینی که در ابتدای کار در موردش گفتیم، در هفته گذشته موفق شد تا اولین تلفن هوشمند را با استفاده از گرافن توسعه داده و آن را به شکل کاملا انعطاف پذیر بسازد. حال این سوال پیش می آید که شرکت هایی نظیر سامسونگ، ال جی و اپل تا چه زمانی می خواهند موبایل هایی با استفاده از فلز، شیشه و پلاستیک توسعه دهند و چه موقع تصمیم می گیرند طراحی محصولات برتر خود را دست خوش تغییر کنند.

نمایشگر مبتنی بر گرافن چیست؟

نمونه اولیه نخستین نمایشگر ساخته شده توسط گرافن، در سپتامبر ۲۰۱۴ توسعه یافت (تصویر فوق). این نمایشگر، رنگی نبود. نمونه توسعه پیدا کرده، در واقع شباهت زیادی به نمایشگر E-Ink کتابخوان های الکتریکی داشت.

این نمایشگر و نمونه های دیگری که در ادامه اش آمدند، از یک میدان الکتریکی برای خروجی تصویر توسط سازمان دهی دوباره ی ذرات استفاده می کنند. لایه امولسیون (نامیزه)، آغشته به الکترود گرافن، در یک پنل پلاستیکی قابل خم شدن بکار گرفته شده و سپس مدارهای الکتریکی نیز در آن به کار می روند.

در این ساختار، به طور کلی نیازی به استفاده از صفحه و پنل های شیشه ای نیست. به همین دلیل می توان اذعان داشت که نمایشگرهای گرافنی، بعدا در برابر ضربه هم مقاوم تر خواهند بود چرا که به طور کلی در ساختار آنها از شیشه استفاده نشده است.

به علت ساختار نه چندان پیچیده این نوع نمایشگرها، به شکلی ساده تر از صفحه نمایش های OLED انعطاف پذیر می توان آنها را توسعه داد. چرا که پنل پشتی آنها -جایی که لایه مدار الکتریکی در آن قرار گرفته- می تواند در دمای بسیار پایین ساخته شود، و همین موضوع توسعه کلی آن را ساده تر از سایر پنل ها می کند.

احتمالا در آینده نمایشگرهای گرافنی، از عناصری هم استفاده خواهند کرد که امروزه در صفحه نمایش های LCD و OLED به کار می رود چرا که از منظر کیفی و در هنگام نمایش رنگ های مختلف نیز باید قابل رقابت با نمونه های کنونی باشند. همین بخش از توسعه آنهاست که شاید رسیدن شان به دست کاربر نهایی را به تاخیر اندازد.

نمایشگرهای گرافنی چه موقع به موبایل ها می رسند؟

مشخص نیست. در حال حاضر، هنوز گرافن بیش از اندازه برای استفاده در یک محصول که قرار است به شکل انبوه تولید شود، گران است. این در حالیست که نمایشگرهای مبتنی بر گرافن هنوز از نظر کیفی یارای رقابت با OLED و LCD را ندارند.

در پایان سال ۲۰۱۴، محققان دانشگاه Surrey و دانشکده Trinity، با همکاری یکدیگر موفق به توسعه یک راهکار ساده، ارزان و مقیاس پذیر برای تولید الکترود هیبرید توسط ترکیب گرافن و نانوسیم نقره شدند و این در حالی بود که همچنان تمام مشخصه های بارز و متمایز کننده ی گرافن، در آن دیده می شد. این ترکیب می تواند جایگزینی شود برای ترکیب ایندیم، قلع و اکسید که در فناوری های کنونی مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، باید منتظر ماند و دید که در نهایت تکنولوژی مورد بحث با استفاده از گرافن، چه زمان راه خود را به تلفن های هوشمند خواهد گشود.