I ricercatori della Graphene Flagship hanno scoperto una nuova potenziale applicazione per il grafene:i pixel meccanici. Applicando una differenza di pressione attraverso le membrane di grafene, il colore percepito del grafene può essere spostato continuamente dal rosso al blu. Questo effetto potrebbe essere sfruttato per l'uso come pixel colorati in e-reader e altri schermi a bassa potenza. La ricerca è stata uno sforzo collaborativo dei ricercatori della TU Delft, Olanda, e grafene, Spagna, e lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista Nano lettere .

Nei dispositivi a palloncino di grafene, un doppio strato di grafene dello spessore di due atomi è depositato sopra delle rientranze circolari tagliate nel silicio. Le membrane di grafene racchiudono l'aria all'interno delle cavità, e la posizione delle membrane può essere modificata applicando una differenza di pressione tra l'interno e l'esterno. Quando le membrane sono più vicine al silicio appaiono blu; quando le membrane vengono spinte via appaiono rosse.

L'effetto viraggio nasce dall'interferenza tra le onde luminose riflesse dal fondo della cavità e la membrana in alto. Queste onde riflesse interferiscono in modo costruttivo o distruttivo a seconda della posizione della membrana, sommando o annullando diverse parti dello spettro della luce bianca. Questa interferenza migliora o riduce determinati colori nella luce riflessa.

Dottor Samer Houri, un ricercatore alla TU Delft, ha condotto l'opera in uscita. "All'inizio, non abbiamo prestato attenzione ai colori delle membrane perché il grafene è 'incolore' quando isolato. Però, abbiamo osservato gli anelli di Newton e notato che il loro colore cambiava nel tempo, " disse. Quando le membrane sono estremamente deformate, il loro colore non è più omogeneo, ma invece appaiono anelli circolari. Questi anelli sono chiamati anelli di Newton in onore di Sir Isaac Newton, che li studiò nel 1717.

Santiago Cartamil-Bueno è un dottorato di ricerca. studente presso TU Delft, che ha svolto il lavoro sperimentale ed è stato il primo ad osservare il cambiamento di colore. "Questo non solo fornisce la tecnica di colorimetria per caratterizzare il grafene sospeso, utile per le aziende che sviluppano sensori meccanici al grafene, ma fornisce anche un mezzo per implementare la tecnologia di visualizzazione basata sulla modulazione dell'interferometria, " dice Cartamil-Bueno. Modulazione interferometrica, o IMOD, è impiegato in display che hanno requisiti di basso consumo energetico, come orologi intelligenti ed e-book, e sta diventando sempre più importante per i dispositivi Internet of Things. Attualmente, tali display sono composti da pixel meccanici realizzati in materiali siliconici. "Utilizzando invece il grafene, con le sue straordinarie proprietà meccaniche, "Cartamil-Bueno dice, "un GIMOD (Graphene IMOD) potrebbe migliorare drasticamente le prestazioni del dispositivo:consumo energetico, tempo di risposta dei pixel, tassi di fallimento, ecc., consentendo l'integrazione elettrica e persino dispositivi flessibili." I ricercatori stanno ora lavorando per controllare il colore delle membrane con l'elettricità, e spero di avere un prototipo di schermo per la Mobile World Conference 2017 a Barcellona.