Исследователи напечатали полностью функциональную и пригодную для вторичной переработки электронику в субмикрометровом масштабе

Ученые использовали три вида чернил на основе углерода, изготовленных из углеродных нанотрубок, графена и наноцеллюлозы, которые можно легко печатать на жестких подложках, таких как стекло и кремний, или на гибких подложках, таких как бумага или другие экологически чистые поверхности, продемонстрировав комбинацию новых чернил и аппаратного обеспечения для печати элементов длиной в десятки микрометров с небольшими зазорами субмикрометрового размера между ними.

Эти небольшие, последовательно сформированные зазоры образуют длину канала тонкопленочных транзисторов (TFT) на основе углерода, при этом меньшие размеры канала обеспечивают высокие электрические характеристики. И именно такие транзисторы формируют управление объединительной платой всех плоскопанельных дисплеев.

«Эти типы производственных подходов никогда не заменят высокопроизводительные компьютерные чипы на основе кремния, но есть и другие рынки, где, по нашему мнению, они могут быть конкурентоспособными и даже преобразующими», — сказал Аарон Франклин, заслуженный профессор электротехники, вычислительной техники и химии в Университете Дьюка.

Эта технология может оказать большое влияние  на индустрию электронных дисплеев объемом более 150 миллиардов. За каждым цифровым дисплеем в мире стоит огромный массив микроскопических тонкопленочных транзисторов, которые управляют каждым пикселем. В то время как OLED-дисплеи потребляют больше тока и требуют как минимум двух транзисторов на каждый пиксель, ЖК-дисплеям требуется только один.

Хотя существуют и другие потенциальные варианты использования этой технологии, такие как втискивание большего количества датчиков в площадь чипа для повышения его точности, Франклин считает, что цифровые дисплеи являются наиболее перспективными. Помимо того, что процесс печати полностью пригоден для вторичной переработки, он требует гораздо меньше энергии и производит гораздо меньше выбросов парниковых газов по сравнению с традиционными методами производства TFT.

«Дисплеи, изготовленные с помощью чего-то похожего на эту технологию, являются наиболее осуществимым крупномасштабным применением, которое я когда-либо видел в своей лаборатории», — сказал Франклин.