Dotykové obrazovky z uhlíku

Dotykové obrazovky jsou v módě, i když je tato technologie stále poměrně drahá. Tyto malé obrazovky obsahují vzácné a drahé komponenty. To je důvod, proč výzkumníci z Fraunhoferova ústavu přišli s alternativním displejem vyrobeným z levných obnovitelných surovin dostupných po celém světě.

Stačí se lehce dotknout konečky vašich prstů a můžete na dotykové obrazovce bez námahy psát, navigovat, otevírat okna s nabídkami nebo otáček obrázky. Během zlomků vteřiny jsou vaše doteky překládány do ovládacích příkazů, kterým počítač rozumí. Na první pohled tato technologie hraničí se zázrakem, ale ve skutečnosti se jedná o tenoučké elektrody vyrobené z Indium Tin Oxidu (ITO) ukryté pod skleněným povrchem displeje. Tento materiál je pro použití v dotykových obrazovkách ideální, protože perfektně vede slabé proudy a barvy přes něj procházejí beze změny. Je zde ale malý problém, na celém světě jsou jen velice malé zásoby india. V dlouhodobém výhledu se výrobci elektronických přístrojů obávají, že budou závislí na cenách, které stanoví dodavatelé india. Proto se o indiu mluví jako o strategickém kovu.

Z tohoto důvodu má soukromý průmysl velký zájem o alternativní materiály, které budou mít podobné vlastnosti jako ITO. Výzkumníci ve Fraunhoferu ústavu vyvinuli pro elektrody nový materiál, který je na stejné úrovni jako ITO, ale navíc je výrazně levnější. Základem jsou uhlíkové nanotrubičky a levné polymery. Fólie tvořící elektrodu se skládá ze dvou vrstev. První vrstva funguje jako nosná a pro její výrobu je použit levný polyethylen tereftalát (PET), který se používá pro výrobu plastových lahví. Na tuto vrstvu se nanese roztok tvořený uhlíkovými nanotrubičkami a vodivým polymerem. Po vysušení vznikne tenký film tvořící vlastní elektrodu.

Ve srovnání s ITO nebyla použitá kombinace plastů příliš odolná, protože vlhkost, tlak nebo UV záření způsobuje jejich degradaci. Vrstva křehla a lámala se. A právě uhlíkové nanotrubičky dokázaly tuto vrstvu vyztužit. Nanotrubičky vytvoří na PET vrstvě síť, která ukotví vrstvu vodivých polymerů. Výsledná fólie má dlouhou životnost. Ivica Kolaric, projektový manažer Manufacturing Engineering and Automation IPA z Fraunhoferova ústavu připouští, že elektrický odpor jejich elektrody je oproti elektrodám ITO trochu větší, ale pro aplikace v elektrických systémech je to dostačující. Přednosti jejich elektrody jsou nepřekonatelné – uhlík je nejen levný a dostupný na celém světě, ale jedná se také o obnovitelnou surovinu, kterou můžete získat z organických materiálů, například ze dřeva. Ivica Kolaric a jeho kolegové představili na jaře 2011 svůj uhlíkový dotykový displej na veletrhu nanotechnologií v Tokiu. Fraunhoferovův ústav v nedávné době otevřel v japonské Ósace svoji kancelář nazvanou Fraunhofer Office for Process Engineering of Functional Materials and Robotics. Jedním z hlavních úkolů této instituce bude vývoj nanomateriálů.

Nová technologie nabízí celou řadu využití. Fólie je pružná a lze ji využít mnoha způsoby. Ivica Kolaric shrnuje: „Mohli bychom z tohoto materiálu dokonce vyrobit fotovoltaickou fólii, kterou by bylo možné pokrýt vlnité střechy nebo jiné nerovné povrchy“. Výzkumníci již zahájili zkušební výrobu této fólie, kterou by mělo být možné přizpůsobit široké paletě aplikací.