«Ну, давай же, хватит мять мой комп!»
Это может прозвучать неправдоподобно, если мы услышим такие слова от молодого парня. Но это может случиться уже в недалёком будущем. А всё потому, что самый горячий тренд в потребительских товарах это гибкая электроника.
Некоторые потрясающие достижения в области современных материалов, сделали возможными многие вещи, которые мы никогда не ожидали увидеть (или, может быть, только в мечтах). Они приводят к наводнению повседневной электронной техникой, которую можно сгибать, растягивать, мять и складывать.
Это большой, очень большой бизнес. Исследователи предполагают, что глобальный рынок гибкой электроники достигнет $13.23 млрд. к 2020 году. Совокупный среднегодовой темп роста по самым скромным оценкам, составит около 22%.
В этом секторе происходит так много всего, что трудно решить с чего начать.
Вспомните прошлые времена, когда люди читали газеты по пути на работу в трамвае, а затем сворачивали их в трубочку и клали в задний карман, чтобы потом дочитать. Газеты будущего будут такими же - удобно сворачивающимися и адаптируемыми к карманам. Но сделаны они будут не из бумаги.
В Калифорнийском университете [UCLA], к примеру, ученые изготовили “эластомерные полимерные светоизлучающие устройства (EPLED)”, которые можно многократно растягивать, складывать и скручивать при комнатной температуре, оставаясь работоспособными и держа свою первоначальную форму. Материал имеет один слой электролюминесцентного полимера, зажатого между парой прозрачных упругих композитных электродов, которые изготовлены из сети серебряных нанопроводов, инкрустированных в резиновый полимер.
EPLED это тип устройства с полимерной светоизлучающей электрохимической ячейкой [PLEC]. Исследования также идут в разработке гибких версий дисплеев на основе органических светоизлучающих диодов [OLED] часто встречающихся в современных смартфонах, но команда UCLA выбрала PLEC, потому что они проще в изготовлении и работе.
Разработчики растягивали и стягивали обратно PLEC дисплей 1000 раз, расширяя его на 30% от оригинальной формы и размера, и он по-прежнему продолжал работать с высокой эффективностью. В результате другого теста, исследователи обнаружили, что материал может растягиваться более чем в два раза от своего первоначального размера, а продолжать функционировать. Он также может быть повёрнут на 180° и согнут в нескольких направлениях.
Куибинг Пей, главный исследователь по проекту уверенно заявляет, что “мы полагаем, что полностью растягивающиеся и тонкие как обои интерактивные дисплеи будут достигнуты в ближайшем будущем”.
Самсунг также работает над гибким экраном. Компания производит свой силиконовый дисплей, который можно согнуть пополам 100 000 раз, но с потерей интенсивности света в зоне складки всего в 6%, не учитывая диапазон незаметный для человеческого глаза. Представьте смартфон, размер экрана которого, мог бы быть удвоен простым разворачиванием.
Ттехника может быть адаптирована и для простого освещения. Этот ваша следующая настольная лампа?
Конечно, когда электроника станет гибкой, понадобятся более мощные источники питания, особенно в случае с мобильными устройствами. Как эта энергия будет доставлена зависит от того, кто выиграет в войне между батареями и суперконденсаторами. Но ученые уже трудятся над гибкими версиями и тех и других.
В начале 2013 года, сотрудничающие исследователи с Северо-Запада и Университета штата Иллинойс, представили первый растягивающийся литий-ионный аккумулятор.
Аккумулятор будет продолжать работать, даже если его растянуть, сложить или скрутить. Мощность и напряжение идентичны с традиционным литий-ионным аккумуляторам такого же размера. Батарея будет растягиваться до 300% от первоначального размера без потери КПД и может работать в течение восьми-девяти часов без подзарядки, которую можно сделать по беспроводной сети.
До сих пор, батарейки, которые в настоящее время питают почти всех портативные устройства -сохранили своё преимущество над суперконденсаторами по нескольким причинам. Во-первых, они дешевле. А во-вторых, суперконденсаторы имеют низкую плотность энергии: количество заряда, которое они могут хранить на единицу веса, относительно небольшое.
С другой стороны, суперконденсаторы заряжаются быстрее и не теряют свою мощность с течением времени. Они могут проходить цикл зарядки и разрядки миллионы раз без потери способности хранения энергии, в то время, как тот же процесс в батареях медленно ухудшает их внутренние химические соединения.
Несмотря на свои недостатки суперконденсаторы могут стать волной будущего, и тогда нам понадобится сделать их гибкими. Группа исследователей в университете Делавэр экспериментирует с устройством, использующим углеродные нанотрубки, полиуретановые мембраны и органические электролиты. Исследование находится на ранней стадии, но группа говорит, что разработанный ими в лаборатории суперконденсатор достигает высокой стабильности на предварительном тестировании.
Тем временем, группа разработчиков Лейбницкого института по изучению твердых тел и материалов в Дрездене в прошлом году объявили, что создали мощный микро-суперконденсатор толщиной меньше нанометра при длине менее полутора сантиметра. И он сгибаем. Испытания нового устройства показали, что при своём крошечном размере он может хранить больше энергии и обеспечивать большую мощность на единицу объема, чем современные суперконденсаторы. Сейчас разработчики пытаются снизить его стоимость.