تولید پیکسل های مکانیکی از گرافین؛ تکنولوژی آینده نمایشگرها

محققین دانشگاه Delft در کشور هلند کشف کرده اند که می توان با استفاده از حباب های بسیار ریز گرافین، پنل های نمایشگر ساخت. این حباب ها با انقباض و انبساط خود تولید رنگ های مختلف می کنند. محققین این حباب ها را «پیسکل های مکانیکی» نام گذاری کرده اند.

پنل های نمایشگری متشکل از حباب های گرافین علاوه بر انعطاف و دوام بالاتر نسبت به تکنولوژی LED امروزی، از مصرف انرژی بسیار بهینه تری نسبت به تمام رقبای خود برخوردار هستند.

البته این فناوری جدید هنوز در مراحل بسیار ابتدایی خود قرار دارد و کیفیت و وضوح تصویر تولید شده به علاوه قیمت تمام شده در تولید انبوه مواردی هستند که هنوز نمی توان در خصوص آنها اظهار نظری قطعی داشت.

گروه محققین برای تولید این پنل لایه ای بسیار نازک از گرافین (به ضخامت تنها یک اتم کربن) را روی ورقی از سیلیکون کشیدند. روی این ورق سلیکونی فرو رفتگی هایی به قطر یک دهم موی انسان تعبیه شده است. بالا و پایین رفتن لایه گرافینی روی این فرو رفتگی ها باعث تغییر رنگ سطح گرافین می شود. در اصلی پیکسل مکانیکی که در بالا به آن اشاره شد، همین لایه نازک گرافین متحرک روی فرو رفتگی ها است.

میزان و جهت حرکت لایه گرافین به وسیله تغییر فشار داخل فرو رفتگی ها کنترل می گردد. لازم به ذکر است که گرافین ماده ای شفاف به حساب می آید، اما محققین هلندی با پوشش دو لایه ای این ماده روی سیلیکون، امکان انعکاس نور در طیف وسیعی از رنگ ها را فراهم ساخته اند. زاویه برخورد شعاع های نور به سطح گرافین طیف های رنگی مختلف را می سازد. پر واضح است که این تغییر زاویه برخورد با تغییر تقعر یا تحدب لایه مذکور ممکن می شود.

نکته جالب اینجا است که نمایشگرهای E-Ink نیز از اصول مشابهی بهره می برند و مصرف انرژی آنها نیز بسیار بهینه است. در این میان یک مشکل نیز وجود دارد، و آن عدم امکان استفاده از نور پس زمینه است، بنابراین فعلاً چنین نمایشگرهایی تنها در نور زیاد محیط قابل استفاده هستند.

مشکل بزرگ دیگر، ابعاد بسیار بسیار کوچک این پیکسل ها است. فعلاً تنها امکان دیدن رنگ تولیدی توسط پیکسل های مکانیکی در زیر میکروسکوپ وجود دارد. بزرگ تر ساختن حباب ها، خطر پاره شدن لایه گرافینی را به شدت افزایش می دهد.

از عدم امکان تولید رنگ های یک دست به عنوان معضل بعدی این تکنولوژی یاد می شود. تغییر تحدب و تقعر یک حباب، تمام طیف های رنگین کمان را روی سطح آن به نمایش می گذارد، اما فعلاً شرایط تولید یک طیف خاص از رنگ روی تمام این سطح وجود ندارد.

شاید اگر گروه توسعه دهنده بتوانند کنترل دقیق تری روی فشار فرورفتگی های سیلیکونی پیدا کنند، بخشی از این مشکلات هم رفع شود.