Neki od najsretnijih dijelova iz filmova o Harryju Potteru uključuju naslovnicu Daily Prophet-a, čarobnjačke novine s fotografijama koje se kreću poput gifova.
"U Harryju Potteru, to je magija", kaže Jonathan Coleman, znanstvenik o materijalima sa Trinity Collegea u Dublinu. "Ali za nas je to tehnologija."
Coleman i njegov tim stvorili su prvi ikada objavljeni tranzistor u potpunosti izrađen od 2D nanomaterijala. Drugim riječima, napravili su potpuno ravnu elektroniku koja se potencijalno može ispisati vrlo jeftino. Ove tiskane elektronike mogu imati bilo koji broj namjena. Na primjer, oni bi se mogli koristiti za zamjenu tradicionalnih oznaka cijena u supermarketu. Umjesto da zaposlenika s pištoljem za naljepnice hodaju okolo mijenjanja cijena, elektroničke bi se etikete mogle automatski ažurirati. Mogli bi napraviti putovnice koje se obnavljaju ili vinske boce koje vam govore kada ih čuvate na previsokoj temperaturi. Kao u scenariju Harryja Pottera, pomoću njih bi se mogle izrađivati pokretne novine, plakati i jakne za knjige.
Coleman vidi kako se ova tehnologija spaja s Internetom stvari kako bi povezao i najobičnije stvari. Vaša kutija s mlijekom sada bi mogla imati internetsku vezu putem etiketa, razgovarajući izravno s vašim pametnim telefonom kako bi vas obavijestila kada počne da vam ponestane ili vam ide loše. Prozor vaše spavaće sobe mogao bi ponuditi stalna ažuriranja vremena.
"Ako možete vrlo jeftino ispisati elektroniku, možete zamisliti stvari koje su gotovo nezamislive", kaže Coleman.
Tiskana elektronika postoji u nekom obliku oko 30 godina. Prednost koju ovi novi tranzistori imaju u odnosu na starije tiskane elektronike je u odnosu na njihov građevinski materijal. Dok je većina tiskanih elektronika izrađena od polimera, ovaj novi izum izrađen je od grafena. Grafen, nanomaterijal koji se jako zuji, dvodimenzionalna je mreža saća od ugljika debljine samo jednog atoma. Snažan je, lagan i izuzetno dobar dirigent, plus - što je možda najvažnije - jeftin je.
"Napravljen je od grafita, a grafit je samo nešto što je iskopano iz zemlje", kaže Coleman.
Uz to što je jeftinija, nova 2D tiskana elektronika ističe se puno boljom kvalitetom od trenutnih verzija, kaže Coleman. Postojeće vrste imaju niz ograničenja performansi vezanih uz stabilnost i pretvaranje energije.
Tranzistori su tiskani pomoću grafen-nanosheheta kao elektrode, s volfram diselenidom i borovim nitridom (druga dva nanomaterijala) kao ostali dijelovi tranzistora. Nanomaterijali se proizvode u tekućini, metodu koju je razvio Coleman. Rezultirajući nanos listovi su ravni i (relativno) široki te se mogu voditi, izolirati ili poluvodiče, ovisno o materijalu.
Istraživanje je ovog mjeseca objavljeno u časopisu Science .
Coleman procjenjuje da bi moglo proći desetak godina prije nego što proizvodi koji uključuju ovu tehnologiju budu dovoljno dobri za stavljanje na tržište. To je relativno kratka vremenska granica, kaže on, jer postoji toliko globalno zanimanje za nanomaterijal poput grafen, a samim tim i toliko znanstvenika koji rade na optimizaciji proizvoda poput ovih. Njegovo vlastito istraživanje dio je Graphene Flagship-a, inicijative koju financira EU milijarda eura za daljnje inovacije grafena s potencijalnim uporabama za javnost.
"To je na dodirnoj udaljenosti", kaže on. "Znamo što treba učiniti, samo je pitanje kako to učiniti, a novac je na mjestu."
2D tiskana elektronika samo je jedna potencijalna upotreba nanomaterijala poput grafena. Ostale uporabe pod istragom uključuju izuzetno brzo punjenje baterija, spužve za čišćenje prolijevanja ulja i solarne ploče koje djeluju čak i na kiši.
"Nanomaterijali imaju čitav niz divnih svojstava, za koja čvrsto vjerujem da će promijeniti svijet tako što će nam omogućiti da stvari i aplikacije učinimo boljim, bržim i jeftinijim", kaže Coleman. "Imamo tehnološku revoluciju koja ide niz stazu kojom počinjemo vidjeti prve plodove i mislim da ćemo vidjeti nevjerojatne stvari u narednom desetljeću ili tako nešto."
