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El vidrio flexible podría traer de vuelta el teléfono plegable
Imagina un teléfono plegable que cabe en tu bolsillo pero que se abre para revelar una pantalla del tamaño de una tableta. Los vidrieros ya están fabricando vidrio flexible que es más delgado que un cabello humano y dicen que el vidrio plegable está a la vuelta de la esquina.
vidriero alemán Schott ahora es vidrio de fabricación en masa que es ultrafino, fuerte y suave. Se pueden fabricar componentes electrónicos y se flexiona como el plástico. El primer producto de consumo que utiliza el nuevo vidrio de Schott es el sensor de huellas dactilares en un teléfono inteligente fabricado por LeTV, una gran empresa de transmisión de video en China. Los representantes de la compañía esperan que esta y otras aplicaciones de nicho le den un punto de apoyo al nuevo material mientras los diseñadores industriales juegan con él.
Schott es la primera empresa en fabricar vidrio ultrafino que puede fortalecerse químicamente mediante intercambio iónico.
Rüdiger Sprengard , director de desarrollo de negocios para vidrio ultrafino en Schott en Mainz, Alemania, dice que la compañía ahora puede fabricar continuamente vidrio flexible en láminas de kilómetros de largo. Sprengard trajo recientemente algunas demostraciones para presumir en una habitación de hotel de San Francisco. Me mostró una bobina de vidrio de medio metro de ancho y medio kilómetro de largo, que parece un rollo gordo de celofán. Una máquina dobla continuamente una pieza más pequeña del vidrio hasta un radio de nueve milímetros. Todavía no se pliega, pero Sprengard dice que están trabajando en ello y esperan tenerlo en unos años.
Después de darme guantes y gafas protectoras, Sprengard me entrega una hoja del tamaño de una hoja de papel de oficina, pero más delgada y rígida. El papel tiene un grosor de unos 100 micrómetros; esta hoja es de 70 micrómetros. Mientras lo estoy dando vueltas en mis manos, tratándolo como si fuera una pieza de plástico, uno de los representantes de la compañía da un paso atrás. Sigue siendo de vidrio, después de todo, y no lleva protección para los ojos. Cuando comenzaron a experimentar con la fabricación de vidrio tan delgado, solía romperse mucho más fácilmente, explica Sprengard. Hace unos dos años no habrías podido manejarlo así, dice.
Esa fragilidad es la razón por la cual la producción en masa de vidrio flexible ha sido tan desafiante. Para que funcionara, Schott tuvo que desarrollar nuevos métodos basados en los que ya se utilizan para fabricar vidrio ultrarresistente como el Gorilla Glass de Corning, que se encuentra en la superficie de muchos teléfonos inteligentes. Gorilla Glass y otros productos fabricados por ambas empresas se endurecen mediante un proceso llamado intercambio iónico.
Los investigadores de Corning elaboran entre 40 y 50 nuevas formulaciones de vidrio experimentales todos los días.
Para hacer que el vidrio sea cada vez más delgado y, por lo tanto, más flexible, los vidrieros deben descubrir cómo fortalecerlo. Schott es la primera empresa en fabricar vidrio ultrafino que puede fortalecerse químicamente mediante intercambio iónico, lo cual fue un desafío, dice Eric Urruti, vicepresidente de I+D de Schott North America en Pensilvania. El vidrio se extrae de un enorme tanque fundido en láminas y se pasa a través de rodillos. Luego se pasa por un baño de potasio fundido. Los iones de sodio más pequeños salen del vidrio y son reemplazados por iones de potasio más grandes, creando compresión dentro del vidrio mismo.
Cuanto más se aprieta el vaso, más fuerte se vuelve. Controlar este proceso de compresión en un vidrio cada vez más delgado es difícil, simplemente hay menos material con el que trabajar. La compañía actualmente fabrica vidrio tan delgado como 20 micrómetros. Mantener un espesor continuo a lo largo de kilómetros también es un desafío. Y cualquier pequeño defecto debe suavizarse, o ahí es donde la pantalla de su teléfono se romperá.
A medida que el vidrio se vuelve más delgado, los desafíos cambian, dice Scott Forester, director de Gorilla Glass Innovations en Corning, con sede en Nueva York. Corning también está desarrollando vidrio ultrafino y vende un producto de 100 micrómetros de espesor. A medida que la cubierta de vidrio (del tipo que se encuentra en la superficie de los teléfonos) se vuelve más delgada, es más vulnerable a las perforaciones. Pero en comparación con el plástico, la resistencia a la perforación del vidrio siempre será superior, dice.
La electrónica flexible ya está avanzando, pero no de una manera que sea obvia para los consumidores. Hoy en día, las pantallas flexibles se utilizan en dispositivos como el Galaxy Edge, un teléfono con una pantalla rígida que se curva a los lados. La pantalla OLED dentro del teléfono está hecha de plástico y laminada a un cubreobjetos de vidrio Corning Gorilla. Si esa cubierta de vidrio fuera flexible, y con otros cambios, el dispositivo en sí podría ser flexible. Hoy en día, el vidrio de la cubierta es 10 veces más grueso, generalmente alrededor de 550 micrómetros (medio milímetro), que el vidrio que Schott muestra.
Forester dice que las piezas están en su lugar para una electrónica de consumo más flexible. El vaso está listo y los circuitos flexibles están casi listos. Ahora están esperando a los diseñadores y a los consumidores. Tiene que haber un factor de forma que agregue valor para las personas, dice.
En este momento no está claro qué será eso. Pero Corning también está trabajando en un vidrio que lo permita. Dado que el intercambio de iones se vuelve más difícil en materiales más delgados, la compañía busca cambiar la matriz subyacente del vidrio mismo, un cambio más fundamental en el material. Los humanos han estado usando vidrio desde la Edad de Piedra, pero todavía hay mucha más química por explorar, dice Forester. Nuestros científicos prueban 30 o 40 vasos nuevos cada día, dice.