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Écrans CRT flexibles
Les propriétés électroniques uniques des nanotubes de carbone les rendent prometteurs pour une gamme d'applications, y compris leur utilisation en tant qu'émetteurs d'électrons ultra-efficaces dans des écrans lumineux de faible puissance. Maintenant, les chercheurs ont trouvé un moyen de modeler des nanotubes de carbone dans des feuilles de plastique qui pourraient conduire à des versions flexibles de ces écrans – et à des appareils électroniques que vous pourriez enrouler et mettre dans votre poche.
Plusieurs entreprises, telles que Samsung et Motorola, développent des écrans à base de nanotubes de carbone qui tirent parti du fait que les nanotubes peuvent émettre des électrons de manière extrêmement efficace. Comme les écrans à tube cathodique volumineux (CRT) familiers, ces versions à nanotubes utilisent des électrons pour exciter les luminophores sur un écran afin de produire une image. Mais contrairement aux écrans cathodiques standard, les écrans à nanotubes peuvent être plats et ils consomment beaucoup moins d'énergie que les autres technologies à écran plat.
La nouvelle méthode développée par des chercheurs du Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), de la Northeastern University et de la New Mexico State University, pourrait conduire à des écrans cathodiques flexibles. Le processus commence par une surface pré-configurée qui contrôle l'endroit où les nanotubes à parois multiples se développent. Ensuite, les chercheurs versent un liquide sur les nanotubes et le font cuire jusqu'à ce qu'il forme un polymère. Ils décollent ensuite le polymère avec les nanotubes. Le polymère préserve le motif des nanotubes jusqu'aux positions des nanotubes individuels et les maintient alignés dans une direction.
Pour les applications d'affichage, où les nanotubes uniques doivent être isolés des autres pour obtenir les meilleurs rendements, les chercheurs enlèvent une couche de polymère pour exposer les pointes des nanotubes, puis brûlent les nanotubes longs ou enchevêtrés, ne laissant que ceux isolés. Cette méthode a produit une émission d'électrons très efficace, selon les chercheurs. Les résultats que nous avons vus sont parmi les meilleurs qui ont été rapportés dans la littérature, dit Croix gammée Kar , une recherche postdoctorale en science et ingénierie des matériaux au RPI et auteur principal de l'article.
Certes, les nanotubes à motifs ne sont que la première étape vers un affichage à nanotubes flexible, qui, en plus des émetteurs de nanotubes, nécessite une électronique pour adresser les pixels individuels de l'affichage, et un moyen de fabriquer une couche de phosphore flexible de la même manière. La structure devra également être suffisamment solide pour maintenir un vide à l'intérieur de l'appareil. Au total, il faudra probablement au moins quelques années avant qu'un prototype d'écran ne soit prêt, dit Kar.
Les composites nanotubes-plastique peuvent conduire à d'autres applications. La capacité de contrôler soigneusement les modèles de nanotubes peut conduire à d'autres types d'électronique flexible à base de nanotubes. En outre, les films de nanotubes en plastique peuvent détecter de petits changements de pression : lorsque le film de plastique est comprimé, les nanotubes se réarrangent, selon les chercheurs, produisant un changement détectable dans la conductivité du matériau. Cette sensibilité à la pression est quelque chose comme le sens du toucher, ce qui a conduit les chercheurs à appeler leur invention nano-peau.
Les chercheurs du RPI travaillent également avec des scientifiques qui ont utilisé des nanotubes comme adhésifs, imitant les structures qui permettent aux geckos de s'accrocher aux murs. La surface extrêmement élevée des nanotubes crée suffisamment de friction pour maintenir deux surfaces ensemble. Une possibilité qui utilise le plastique flexible est une version gonflée de Velcro.
Les travaux du RPI font partie d'un effort de recherche beaucoup plus vaste visant à combiner des nanotubes avec des polymères et d'autres matériaux flexibles. Les films de nanotubes-polymères flexibles trouveront une large gamme d'applications, non seulement pour l'électronique, mais aussi pour les applications de détection et même les applications optiques, dit Dai de chaulage , professeur d'ingénierie des matériaux et de chimie à l'Université de Dayton dans l'Ohio, qui a récemment développé un capteur chimique utilisant des nanotubes noyés dans du plastique. C'est un domaine important. Il est maintenant temps pour les gens de pousser ces choses vers de vraies applications.
Image de la page d'accueil avec l'aimable autorisation de Yung Joon Jung, Northeastern University, Boston MA. Légende : Un échantillon du plastique avec des points de nanotubes intégrés d'un demi-millimètre de large.