Geneva: Các nhà khoa học đã phát triển các điện cực trong suốt được in 3D mới, bao gồm một lưới ‘nano’ vàng hoặc bạc trên bề mặt thủy tinh, có thể giúp tạo ra màn hình cảm ứng hiệu quả và chính xác hơn cho smartphones. Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học tạo ra những sợi nano như thế này bằng cách sử dụng in 3D.
Mọi màn hình cảm ứng chúng tôi sử dụng đều yêu cầu các điện cực trong suốt – bề mặt kính của thiết bị được phủ một lớp hoa văn dễ nhìn thấy được làm bằng vật liệu dẫn điện. Các điện cực mới được phát triển bởi các nhà khoa học tại ETH Zurich ở Thụy Sĩ có độ dẫn điện cao hơn và trong suốt hơn so với những điện cực được làm bằng oxit thiếc indium, vật liệu tiêu chuẩn được sử dụng trong smartphones và máy tính bảng ngày nay.
Đây là một lợi thế rõ ràng – các điện cực càng trong suốt, chất lượng màn hình càng tốt. Chúng càng dẫn điện, màn hình cảm ứng sẽ hoạt động càng nhanh và chính xác. Patrik Rohner, một nghiên cứu sinh tại ETH, cho biết: “Oxit thiếc indium được sử dụng vì vật liệu này có độ trong suốt tương đối cao và việc sản xuất các lớp mỏng đã được nghiên cứu kỹ lưỡng, nhưng nó chỉ dẫn điện ở mức độ vừa phải”. Để tạo ra nhiều điện cực dẫn điện hơn, các nhà nghiên cứu đã chọn vàng và bạc, những chất dẫn điện tốt hơn nhiều.
Tuy nhiên, vì những kim loại này không trong suốt nên các nhà khoa học đã phải sử dụng chiều không gian thứ ba. Dimos Poulikakos, giáo sư tại ETH, cho biết: “Nếu bạn muốn đạt được cả độ dẫn điện và độ trong suốt cao trong dây dẫn làm từ những kim loại này, bạn sẽ có xung đột về mục tiêu”. Poulikakos cho biết: “Khi diện tích mặt cắt ngang của dây vàng và bạc lớn lên, độ dẫn điện tăng lên, nhưng độ trong suốt của lưới điện giảm đi,” Poulikakos nói.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng những bức tường kim loại chỉ dày từ 80 đến 500 nanomet, gần như không thể nhìn thấy khi nhìn từ trên cao. Vì chúng cao hơn hai đến bốn lần so với chiều rộng, nên diện tích mặt cắt ngang, và do đó độ dẫn điện, đủ cao. Những bức tường kim loại nhỏ bé này được sản xuất bằng quy trình in được gọi là Nanodrip.
Trong quá trình này, các nhà khoa học sử dụng mực làm từ các hạt nano kim loại trong dung môi; điện trường hút các giọt mực kim loại siêu nhỏ ra khỏi ống mao dẫn thủy tinh. Dung môi bay hơi nhanh chóng, cho phép xây dựng cấu trúc 3D từng giọt một. Các nhà nghiên cứu đã cố gắng tạo ra dạng giọt đặc biệt này bằng cách cân bằng hoàn hảo giữa thành phần mực kim loại và trường điện từ được sử dụng.
Thách thức lớn tiếp theo bây giờ sẽ là nâng cấp phương pháp và phát triển quy trình in hơn nữa để nó có thể được thực hiện trên quy mô công nghiệp.
