Nova tecnologia de revestimento de plasma pode substituir índio de metal de terras raras
Um novo revestimento de plasma tecnologia poderia resultar na eliminação progressiva do uso do metal de terras raras índio. O metal é usado em vidros de smartphones e janelas reguláveis e está previsto que se esgote nos próximos 10 anos.
Uma equipe liderada por um pesquisador da Universidade de Sydney desenvolveu uma tecnologia de baixo custo, sustentável e prontamente disponível que pode escurecer as telas de dispositivos eletrônicos, espelhos de automóveis anti-reflexo e janelas arquitetônicas inteligentes por uma fração do custo de tecnologia atual.
De acordo com o cientista envolvido, ele substituiria um dos mais escassos - embora altamente ubíquos em uso - materiais modernos, o índio que atualmente é amplamente utilizado em dispositivos como smartphones e computadores, vidros do pára-brisa e janelas com escurecimento automático.
O irídio ocorre naturalmente apenas em pequenos depósitos e o índio industrial é freqüentemente produzido como um subproduto da mineração de zinco, o que significa que uma escassez pode ocorrer se a demanda por dispositivos optoeletrônicos - como LCDs e painéis de toque - aumentar.
O Dr. Behnam Akhavan, da School of Biomedical Engineering, School of Physics e do Sydney Nanoscience Hub, desenvolveu um material nanocompósito híbrido gerado por plasma que é livre de índio e oferece uma tecnologia eletrocrômica de baixo custo, acessível e ambientalmente correta que permite que o vidro seja escurecido com o premir de um botão ou com o toque de uma tela.
O material gerado por plasma é composto de óxido de tungstênio e prata e pode ser aplicado para revestir quase qualquer superfície sólida, incluindo plásticos flexíveis.
Conhecido como o quarto estado da matéria, o plasma é criado adicionando energia ao gás. O plasma é usado mais comumente em lâmpadas fluorescentes, letreiros de neon e algumas telas de televisão e computador.
“Quando você altera a transparência de um dispositivo eletrônico vestível ou de uma janela inteligente, um dispositivo eletrocrômico está fazendo o trabalho”, disse o Dr. Akhavan.
“Até agora, esses dispositivos normalmente dependiam de materiais como o índio para fazer o trabalho. O que criamos é uma tecnologia que elimina a necessidade de índio e, em vez disso, usa uma estrutura de três camadas projetada por plasma que é muito mais barata de produzir ”.
As primeiras iterações da tecnologia foram produzidas pela primeira vez em 2019, usando um novo método de deposição de óxido de tungstênio conhecido como 'HiPIMS' (a tecnologia de plasma usada para criar esses materiais). Agora, em vez de uma camada de óxido de tungstênio nua, o grupo desenvolveu um nanocompósito de óxido de tungstênio e prata. Essa abordagem habilitada para nanotecnologia permite que os dispositivos eletrocrômicos mudem de cor com eficiência e rapidez, mediante solicitação do usuário.
Os revestimentos de plasma são transparentes e também eletricamente condutores. Eles são compostos de uma camada de prata que é aproximadamente 10,000 vezes mais fina que a largura do cabelo humano, colocada entre duas camadas nano-finas de óxido de tungstênio decoradas com nanopartículas de prata.
“Esses revestimentos fabricados a plasma podem ser aplicados a papéis eletrônicos, smartphones e janelas de vidro e podem ser escurecidos com a aplicação de uma pequena corrente elétrica.