טכנולוגיה חדשה לציפוי פלזמה עשויה להחליף אינדיום מתכתית נדירה

ד"ר בהנם אחבאן

ציפוי פלזמה חדש טֶכנוֹלוֹגִיָה עלול לגרום להפסקת השימוש במתכת האדמה הנדירה אינדיום. המתכת משמשת בזכוכית לסמארטפון ובחלונות הניתנים לעמעום, והיא צפויה להיגמר בעשר השנים הקרובות.

צוות שהובל על ידי חוקר מאוניברסיטת סידני פיתח טכנולוגיה בעלות נמוכה, קיימא וזמינה, שיכולה לעמעם את מסכי המכשירים האלקטרוניים, מראות רכב נגד השתקפות וחלונות אדריכליים חכמים בשבריר מהעלות של הטכנולוגיה הנוכחית.

לטענת המדען המעורב, זה יחליף את אחד החומרים המודרניים ביותר בעולם - אך בכל זאת נמצא בכל מקום - חומרים מודרניים, אינדיום שנמצא כיום בשימוש נרחב במכשירים כמו סמארטפונים ומחשבים, זכוכית שמשות וחלונות עם עמעום עצמי.

אירידיום מתרחש באופן טבעי רק בפיקדונות קטנים והאינדיום התעשייתי מיוצר לעתים קרובות כתוצר לוואי של כריית אבץ, מה שאומר שמחסור עלול להתרחש אם הביקוש למכשירים אופטו אלקטרוניים - כגון מסכי LCD ולוחות מגע - יעלה.

ד"ר בהנם אכבהן, ​​מבית הספר להנדסה ביו-רפואית, בית הספר לפיזיקה ומרכז הננו-סידני בסידני, פיתח חומר ננו-קומפוזיט היברידי שנוצר בפלזמה, ללא אינדיום, ומציע טכנולוגיה אלקטרוכרומית בעלות נמוכה, נגישה ובעלת איכות סביבה, מאפשר לעמעום זכוכית בלחיצת כפתור או נגיעה במסך.

החומר המיוצר בפלזמה מורכב מתחמוצת טונגסטן וכסף וניתן למרוח אותו על ציפוי כמעט כל משטח מוצק, כולל פלסטיק גמיש.

הידוע כמצב הרביעי של החומר, פלזמה נוצרת על ידי הוספת אנרגיה לגז. פלזמה משמשת לרוב בנורות פלורסנט, שלטי ניאון וכמה מסכי טלוויזיה ומחשב.

"כשמשנים את השקיפות של חלון אלקטרוני לביש או חלון חכם, מכשיר אלקטרוכומי מבצע את העבודה", אמר ד"ר אקהבן.

"עד עכשיו, מכשירים אלה בדרך כלל הסתמכו על חומרים כמו אינדיום כדי לבצע את העבודה. מה שיצרנו היא טכנולוגיה שמסירה את הצורך באינדיום ובמקום זאת משתמשת במבנה פלזמה מהונדס בשלושה שכבות שזול בהרבה לייצור. "

איטרציות מוקדמות של הטכנולוגיה הופקו לראשונה בשנת 2019, בשיטה חדשה לתצהיר תחמוצת טונגסטן המכונה 'HiPIMS' (טכנולוגיית הפלזמה המשמשת ליצירת חומרים אלה). כעת, במקום שכבת תחמוצת טונגסטן חשופה, הקבוצה פיתחה ננו-קומפוזיט של תחמוצת טונגסטן וכסף. גישה זו המאפשרת ננו-טכנולוגיה מאפשרת למכשירים אלקטרוכרומיים לשנות צבע ביעילות ובמהירות על פי בקשת המשתמש.

ציפויי הפלזמה שקופים וגם מוליכים חשמל. הם מורכבים משכבת ​​כסף הדקה פי 10,000 מרוחב שיער האדם, ומונחת בין שתי שכבות דקיקות ננו של תחמוצת טונגסטן המעוטרות בחלקיקי ננו.

"לאחר מכן ניתן להחיל את הציפויים המופקים בפלזמה על ניירות אלקטרוניים, טלפונים חכמים וחלונות זכוכית וניתן לעמעם אותם באמצעות יישום זרם חשמלי קטן."