Ritkaföldfémek helyett grafénnel működő érintőképernyőket fejlesztettek ki brit tudósok

Az indium-ón-oxid (ITO) vékony filmrétegei nagy elektromos vezetőképességűek és fényáteresztőek, így tökéletesen alkalmasak számos kijelzőtechnológiához, többek között LCD, OLED, e-ink és érintőképernyők, valamint LED-es világítás, üvegbevonatok és napelemek készítéséhez.

A probléma az, hogy az indium nem igazán elterjedt. Bár technikailag nagyobb mennyiségben fordul elő, mint például az arany és az ezüst, az indium ritkán található meg elemi formában a földkéregben, ezért más fémek, általában a cink bányászatából származó ércek melléktermékeként kell kinyerni. Mindezekből kifolyólag Európában, az Egyesült Államokban, Ausztráliában és Japánban is a kritikus nyersanyagok listáján szerepel.

Nem meglepő tehát, hogy a tudósok gyakoribb alternatívák után kutatnak. Korábbi vizsgálatok során ígéretes jelöltekre bukkantak a szén nanocsövekben, a réz nanodrótokban, illetve az úgynevezett üveges polimerekben, egy új tanulmányban a Paragraf és a londoni Queen Mary Egyetem kutatói pedig grafénben találhatták meg a tökéletes anyagot.

A mindössze egy atomnyi vastagságú szénlapból álló grafén számos hasznos elektronikus és optikai tulajdonsággal rendelkezik, ezenfelül a szén az egyik legnagyobb mennyiségben előforduló elem a Földön, ami szintén hasznos tulajdonság.

A kutatók első körben egy grafénréteget vittek fel egy átlátszó hordozóra egy fémorganikus kémiai gőzfázisú leválasztásnak nevezett technikával, majd később salétromsavval vegyítve adagolták, hogy növeljék a vezetőképességét, ezt követően lézerrel egy meghatározott mintázatba maratták, hogy anóddá váljon. Az így kapott grafénalapú OLED-eszközről bebizonyították, hogy ugyanolyan jól működik, mint a régi indium-ón-oxidos megoldások.

Bár más tanulmányok már megmutatták, hogyan lehet a grafént az indium helyettesítésére használni, az így kapott eszközök nem voltak olyan hatékonyak és vezetőképesek, mint az eredetiek. A csapat szerint a fő probléma az, hogy a grafént általában egy másik leválasztási módszerrel egy fémkatalizátorra helyezik, majd átviszik az átlátszó hordozóra, ez a plusz lépés azonban olyan szennyeződéseket hozhat be, amelyek befolyásolják a teljesítményt.

A kirakós néhány darabját azonban még helyére kellene helyezni, mielőtt a szénalapú anyag a tudósok által remélt csodafegyverré válhat. Az indium a ritkasága ellenére még mindig viszonylag olcsó, míg a grafént jelenleg költséges tömegesen előállítani. Ez a gazdasági helyzet azonban változóban van, mivel a Paragrafhoz hasonló vállalatok olyan gyártási módszereket fejlesztenek ki, amelyekkel olcsóbban, nagyobb léptékben lehet az ominózus anyagot legyártani.