La nuova tecnologia di rivestimento al plasma potrebbe sostituire l'indio metallico delle terre rare rare
Un nuovo rivestimento al plasma la tecnologia potrebbe comportare la graduale eliminazione dell’uso dell’indio, un metallo delle terre rare. Il metallo viene utilizzato nel vetro degli smartphone e nelle finestre oscurabili e si prevede che si esaurirà nei prossimi 10 anni.
Un team guidato da un ricercatore dell'Università di Sydney ha sviluppato una tecnologia a basso costo, sostenibile e facilmente disponibile in grado di oscurare gli schermi di dispositivi elettronici, specchietti antiriflesso per automobili e finestre architettoniche intelligenti a una frazione del costo di tecnologia attuale.
Secondo lo scienziato coinvolto, sostituirebbe uno dei materiali moderni più scarsi, ma molto diffusi al mondo, l'indio, attualmente ampiamente utilizzato in dispositivi come smartphone e computer, vetri del parabrezza e finestre oscuranti.
L'iridio si trova naturalmente solo in piccoli giacimenti e l'indio industriale viene spesso prodotto come sottoprodotto dell'estrazione dello zinco, il che significa che potrebbe verificarsi una carenza se la domanda di dispositivi optoelettronici, come LCD e pannelli tattili, aumentasse.
Il dott. Behnam Akhavan, della School of Biomedical Engineering, School of Physics e Sydney Nanoscience Hub, ha sviluppato un materiale nanocomposito ibrido generato al plasma privo di indio e che offre una tecnologia elettrocromica a basso costo, accessibile e rispettosa dell'ambiente che consente di oscurare il vetro premendo un pulsante o toccando uno schermo.
Il materiale generato dal plasma è composto da ossido di tungsteno e argento e può essere applicato per rivestire quasi tutte le superfici solide, comprese le plastiche flessibili.
Conosciuto come il quarto stato della materia, il plasma viene creato aggiungendo energia al gas. Il plasma è usato più comunemente nelle lampadine fluorescenti, nelle insegne al neon e in alcuni schermi di televisori e computer.
"Quando si modifica la trasparenza di un dispositivo elettronico indossabile o di una finestra intelligente, un dispositivo elettrocromico fa il suo lavoro", ha affermato il dott. Akhavan.
“Fino ad ora, questi dispositivi si sono basati in genere su materiali come l'indio per svolgere il lavoro. Ciò che abbiamo creato è una tecnologia che elimina la necessità di indio e utilizza invece una struttura a tre strati ingegnerizzata al plasma che è molto più economica da produrre”.
Le prime iterazioni della tecnologia sono state prodotte per la prima volta nel 2019, utilizzando un nuovo metodo di deposizione di ossido di tungsteno noto come "HiPIMS" (la tecnologia al plasma utilizzata per creare questi materiali). Ora, invece di uno strato di ossido di tungsteno nudo, il gruppo ha sviluppato un nanocomposito di ossido di tungsteno e argento. Questo approccio basato sulla nanotecnologia consente ai dispositivi elettrocromici di cambiare colore in modo efficiente e rapido su richiesta dell'utente.
I rivestimenti al plasma sono trasparenti e anche elettricamente conduttivi. Sono costituiti da uno strato di argento che è circa 10,000 volte più sottile della larghezza dei capelli umani, posto tra due strati nanosottili di ossido di tungsteno decorato con nanoparticelle d'argento.
"Questi rivestimenti fabbricati al plasma possono quindi essere applicati a carte elettroniche, smartphone e finestre di vetro e possono essere oscurati con l'applicazione di una piccola corrente elettrica".