Gli scienziati dell'Università del Sussex potrebbero aver trovato una soluzione al problema di vecchia data degli schermi fragili degli smartphone.

Il professor Alan Dalton e il suo team hanno sviluppato un nuovo modo per realizzare schermi tattili per smartphone più economici, meno fragile, e più rispettoso dell'ambiente. Oltre a ciò, il nuovo approccio promette anche dispositivi che consumano meno energia, sono più reattivi, e non si appanna nell'aria.

Il problema è stato che l'ossido di indio e stagno, che è attualmente utilizzato per realizzare gli schermi degli smartphone, è fragile e costoso. Il costituente primario, indio, è anche un metallo raro ed è ecologicamente dannoso da estrarre. D'argento, che ha dimostrato di essere la migliore alternativa all'ossido di indio e stagno, è anche costoso. La svolta dei fisici dell'Università del Sussex è stata quella di combinare i nanofili d'argento con il grafene, un materiale di carbonio bidimensionale. Il nuovo materiale ibrido corrisponde alle prestazioni delle tecnologie esistenti a una frazione del costo.

In particolare, il modo in cui questi materiali vengono assemblati è nuovo. Il grafene è un singolo strato di atomi, e può galleggiare sull'acqua. Creando un timbro – un po' come un timbro di patate potrebbe fare un bambino – gli scienziati possono raccogliere lo strato di atomi e adagiarlo sopra la pellicola di nanofili d'argento in uno schema. Il timbro stesso è realizzato in poli(dimetilsilossano) - lo stesso tipo di gomma siliconica utilizzata negli utensili da cucina e nelle protesi mediche.

Professor Dalton, dalla Scuola di Scienze Matematiche e Fisiche dell'Università del Sussex, dice:

"Mentre i nanofili d'argento sono stati utilizzati nei touch screen in precedenza, nessuno ha provato a combinarli con il grafene. La cosa eccitante di quello che stiamo facendo è il modo in cui mettiamo giù lo strato di grafene. Facciamo galleggiare le particelle di grafene sulla superficie dell'acqua, poi prendili con un timbro di gomma, un po' come un francobollo di patate, e adagiarlo sopra la pellicola di nanofili d'argento in qualsiasi modello ci piaccia.

"E questa tecnica rivoluzionaria è intrinsecamente scalabile. Sarebbe relativamente semplice combinare nanofili d'argento e grafene in questo modo su larga scala utilizzando macchine a spruzzo e rulli modellati. Ciò significa che gli schermi fragili dei telefoni cellulari potrebbero presto essere un ricordo del passato.

"L'aggiunta di grafene alla rete di nanofili d'argento aumenta anche la sua capacità di condurre elettricità di circa un fattore diecimila. Ciò significa che possiamo usare una frazione della quantità di argento per ottenere lo stesso, o meglio, prestazione. Di conseguenza, gli schermi saranno più reattivi e utilizzeranno meno energia".

Dottor Matteo Grandi, capo ricercatore del progetto all'interno della School of Mathematical and Physical Sciences dell'Università del Sussex, dice:

"Sebbene l'argento sia anche un metallo raro, come indio, la quantità di cui abbiamo bisogno per rivestire una determinata area è molto piccola se combinata con il grafene. Poiché il grafene è prodotto dalla grafite naturale, che è relativamente abbondante, il costo per realizzare un sensore tattile diminuisce drasticamente.

"Uno dei problemi con l'utilizzo dell'argento è che si appanna nell'aria. Quello che abbiamo scoperto è che lo strato di grafene impedisce che ciò accada impedendo ai contaminanti nell'aria di attaccare l'argento.

"Quello che abbiamo anche visto è che quando pieghiamo ripetutamente i film ibridi le proprietà elettriche non cambiano, mentre si vede una deriva nei film senza grafene che le persone hanno sviluppato in precedenza. Questo apre la strada verso un giorno lo sviluppo di dispositivi completamente flessibili."

La carta, "Deposizione di trasferimento meccanico selettivo di film di grafene Langmuir per elettrodi ibridi a nanofili d'argento ad alte prestazioni", è pubblicato sulla rivista dell'American Chemical Society Langmuir .