Neue Plasmabeschichtungstechnologie könnte Seltenerdmetall Indium ersetzen
Eine neue Plasmabeschichtung Technologie könnte zu einem Ausstieg aus dem Seltenerdmetall Indium führen. Das Metall wird in Smartphone-Glas und dimmbaren Fenstern verwendet und wird voraussichtlich in den nächsten 10 Jahren zur Neige gehen.
Ein von einem Forscher der Universität Sydney geleitetes Team hat eine kostengünstige, nachhaltige und leicht verfügbare Technologie entwickelt, mit der die Bildschirme elektronischer Geräte, entspiegelte Autospiegel und intelligente Architekturfenster zu einem Bruchteil der Kosten gedimmt werden können aktuelle Technologie.
Nach Ansicht des beteiligten Wissenschaftlers würde es eines der weltweit seltensten – und doch allgegenwärtigsten – modernen Materialien ersetzen: Indium, das derzeit häufig in Geräten wie Smartphones und Computern, Windschutzscheiben und selbstverdunkelnden Fenstern verwendet wird.
Iridium kommt natürlicherweise nur in kleinen Vorkommen vor und industrielles Indium wird oft als Nebenprodukt des Zinkabbaus hergestellt, was bedeutet, dass es zu einer Verknappung kommen könnte, wenn die Nachfrage nach optoelektronischen Geräten – wie LCDs und Touchpanels – steigt.
Dr. Behnam Akhavan von der School of Biomedical Engineering, der School of Physics und dem Sydney Nanoscience Hub hat ein plasmaerzeugtes Hybrid-Nanokompositmaterial entwickelt, das frei von Indium ist und eine kostengünstige, zugängliche und umweltfreundliche elektrochrome Technologie bietet ermöglicht das Dimmen von Glas per Knopfdruck oder Berührung eines Bildschirms.
Das plasmaerzeugte Material besteht aus Wolframoxid und Silber und kann zur Beschichtung nahezu aller festen Oberflächen, einschließlich flexibler Kunststoffe, eingesetzt werden.
Plasma, bekannt als vierter Aggregatzustand, entsteht durch die Energiezufuhr zu Gas. Plasma wird am häufigsten in Leuchtstofflampen, Leuchtreklamen und einigen Fernseh- und Computerbildschirmen verwendet.
„Wenn Sie die Transparenz einer tragbaren Elektronik oder eines intelligenten Fensters ändern, erledigt ein elektrochromes Gerät die Arbeit“, sagte Dr. Akhavan.
„Bisher waren diese Geräte typischerweise auf Materialien wie Indium angewiesen, um ihre Aufgabe zu erfüllen. Was wir geschaffen haben, ist eine Technologie, die Indium überflüssig macht und stattdessen eine plasmatechnisch hergestellte, dreischichtige Struktur verwendet, die viel kostengünstiger herzustellen ist.“
Frühe Iterationen der Technologie wurden erstmals im Jahr 2019 hergestellt, wobei eine neue Methode zur Wolframoxidabscheidung namens „HiPIMS“ (die zur Herstellung dieser Materialien verwendete Plasmatechnologie) zum Einsatz kam. Anstelle einer bloßen Wolframoxidschicht hat die Gruppe nun ein Nanokomposit aus Wolframoxid und Silber entwickelt. Dieser auf Nanotechnologie basierende Ansatz ermöglicht es elektrochromen Geräten, auf Wunsch des Benutzers effizient und schnell die Farbe zu ändern.
Die Plasmabeschichtungen sind transparent und zudem elektrisch leitfähig. Sie bestehen aus einer Silberschicht, die etwa 10,000 Mal dünner als die Breite eines menschlichen Haares ist und zwischen zwei nanodünnen Schichten aus Wolframoxid liegt, die mit Silbernanopartikeln verziert sind.
„Diese durch Plasma hergestellten Beschichtungen können dann auf elektronische Papiere, Smartphones und Glasfenster aufgetragen und durch Anlegen eines kleinen elektrischen Stroms gedimmt werden.“