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Pantallas CRT flexibles
Las propiedades electrónicas únicas de los nanotubos de carbono los hacen prometedores para una variedad de aplicaciones, incluido el uso como emisores de electrones ultraeficientes en pantallas brillantes de bajo consumo. Ahora, los investigadores han encontrado una forma de modelar nanotubos de carbono en láminas de plástico que podrían conducir a versiones flexibles de estas pantallas, y dispositivos electrónicos que podría enrollar y guardar en su bolsillo.
Varias empresas, como Samsung y Motorola, están desarrollando pantallas basadas en nanotubos de carbono que aprovechan el hecho de que los nanotubos pueden emitir electrones de manera extremadamente eficiente. Al igual que las pantallas de tubos de rayos catódicos voluminosos (CRT), estas versiones de nanotubos utilizan electrones para excitar los fósforos en una pantalla para producir una imagen. Pero a diferencia de los CRT estándar, las pantallas de nanotubos pueden ser planas y consumen mucha menos energía que otras tecnologías de pantalla plana.
El nuevo método desarrollado por investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI), la Universidad Northeastern y la Universidad Estatal de Nuevo México, podría conducir a CRT flexibles de pantalla plana. El proceso comienza con una superficie prediseñada que controla dónde crecen los nanotubos de paredes múltiples. A continuación, los investigadores vierten un líquido sobre los nanotubos y lo cocinan hasta que se forma un polímero. Luego pelan el polímero junto con los nanotubos. El polímero conserva el patrón de nanotubos hasta las posiciones de los nanotubos individuales y los mantiene alineados en una dirección.
Para aplicaciones de visualización, donde los nanotubos individuales deben aislarse de otros para obtener las mejores eficiencias, los investigadores quitan una capa de polímero para exponer las puntas de los nanotubos, luego queman nanotubos largos o enredados, dejando solo los aislados. Este método ha producido una emisión de electrones muy eficiente, dicen los investigadores. Los resultados que hemos visto son algunos de los mejores que se han informado en la literatura, dice Swastik Kar , investigador postdoctoral en ciencia e ingeniería de materiales en RPI y autor principal del artículo.
Sin duda, los nanotubos estampados son solo el primer paso hacia una pantalla de nanotubos flexible que, además de los emisores de nanotubos, requiere componentes electrónicos para abordar los píxeles individuales de la pantalla y una forma de hacer una capa de fósforo igualmente flexible. La estructura también deberá ser lo suficientemente resistente para mantener el vacío dentro del dispositivo. En total, es probable que pasen al menos algunos años antes de que esté lista una pantalla prototipo, dice Kar.
Los compuestos plásticos de nanotubos pueden dar lugar a otras aplicaciones. La capacidad de controlar cuidadosamente los patrones de los nanotubos puede conducir a otros tipos de electrónica flexible basada en nanotubos. Además, las películas de nanotubos de plástico pueden detectar pequeños cambios en la presión: a medida que la película de plástico se comprime, los nanotubos se reorganizan, dicen los investigadores, produciendo un cambio detectable en la conductividad del material. Esta sensibilidad a la presión es algo así como el sentido del tacto, lo que lleva a los investigadores a llamar a su invención nano-piel.
Los investigadores de RPI también están trabajando con científicos que usaron nanotubos como adhesivos, imitando las estructuras que permiten que los geckos se adhieran a las paredes. El área de superficie extremadamente alta de los nanotubos crea suficiente fricción para mantener juntas dos superficies. Una posibilidad que utiliza el plástico flexible es una versión mejorada de Velcro.
El trabajo de RPI es parte de un esfuerzo de investigación mucho mayor para combinar nanotubos con polímeros y otros materiales flexibles. Las películas flexibles de nanotubos y polímeros encontrarán una amplia gama de aplicaciones, no solo para la electrónica, sino también para aplicaciones de detección e incluso aplicaciones ópticas, dice Liming Dai , profesor de ingeniería y química de materiales en la Universidad de Dayton en Ohio, quien recientemente desarrolló un sensor químico usando nanotubos incrustados en plástico. Es un área importante. Ahora es el momento de que las personas impulsen estas cosas hacia aplicaciones reales.
Imagen de la página de inicio cortesía de Yung Joon Jung, Northeastern University, Boston MA. Leyenda: Una muestra del plástico con puntos de nanotubos de medio milímetro de ancho incrustados.