Công nghệ nano chống thấm nước cho smartphone như thế nào?

Cập nhật: ngày 12 tháng 2023 năm XNUMX

Các nhà thiết kế điện thoại thông minh liên tục tìm cách làm cho chúng hấp dẫn nhất có thể đối với đối tượng mục tiêu. Điều đó có nghĩa là khám phá các công nghệ mới, bao gồm cả việc sử dụng công nghệ nano để chống thấm nước cho điện thoại thông minh.

(Nguồn: Shutterstock)

Mọi người bị dính mưa bão bất ngờ và họ vô tình làm rơi điện thoại vào nhà vệ sinh hoặc làm ướt điện thoại theo những cách khác. Điều này mở ra cơ hội mới cho các OEM điện thoại thông minh sử dụng công nghệ nano chống thấm nước như một điểm bán hàng chính cho các thiết bị sắp ra mắt.

Dưới đây là tổng quan về một số tùy chọn hiện có và nghiên cứu mới đang được tiến hành để chống thấm nước cho điện thoại thông minh.

Lớp phủ được áp dụng trên cơ sở tự động

Người tiêu dùng có thể chống thấm nước cho điện thoại thông minh của họ bằng công nghệ nano trên cơ sở đi bộ. Tuy nhiên, việc phủ nano đi bộ mới chỉ phổ biến ở các nước Châu Á và chưa phổ biến rộng rãi. Nó đã được báo cáo là một xu hướng ở Hubballi, Ấn Độ, vào năm 2020. Khách hàng có thể đi vào các cửa hàng được trang bị máy móc đặc biệt để đặt điện thoại của họ qua quy trình 20 phút làm sạch và phủ lớp nano. Bên cạnh việc giúp thiết bị chống thấm nước, lớp bảo vệ do ít nhất một cửa hàng cung cấp cũng ngăn vi khuẩn và bụi tích tụ.

Xem xét mức độ phổ biến của việc nhìn thấy các cửa hàng bán lẻ và cửa hàng sửa chữa điện thoại tại các trung tâm mua sắm và trung tâm thị trấn trên khắp thế giới, sẽ không quá khó để nghĩ rằng các đơn vị sơn phủ di động này có thể trở nên phổ biến hơn. Nếu điều đó xảy ra, người tiêu dùng có thể chủ động hơn trong việc bảo vệ điện thoại của họ, tương tự như cách hầu hết mua Màn bảo vệ và cài đặt các phụ kiện tại nhà.

Lớp phủ được áp dụng trong quá trình sản xuất

Một cách tiếp cận để áp dụng các lớp phủ là sử dụng một lớp mỏng các hạt cực nhỏ để lấp đầy tất cả các phần xốp của bề mặt. Những phương pháp điều trị này thường xảy ra trước khi điện thoại thông minh đến tay người tiêu dùng cuối cùng.

Thống kê cho thấy phương pháp này có thể giúp các thương hiệu điện tử giảm chi phí sửa chữa khi mọi người gửi phiếu sửa chữa hoặc yêu cầu bảo hành cho điện thoại bị hư hỏng do nước. Nghiên cứu từ International Data Corp. (IDC) cho thấy tác hại do chất lỏng gây ra là lý do phổ biến thứ hai khiến mọi người phải sửa điện thoại. Việc tích hợp quy trình phủ công nghệ nano vào sản xuất có thể là một cách thiết thực để bảo vệ doanh thu đồng thời tạo sự khác biệt giữa các sản phẩm với các sản phẩm không chịu được nước trên thị trường.

Một phát hiện đáng ngạc nhiên khác là chất lỏng làm hỏng gần 900,000 điện thoại thông minh mỗi ngày. Những sự cố đó không phải lúc nào cũng xảy ra do bất cẩn. Ví dụ, thiết bị của một người có thể tuột ra khỏi túi và rơi xuống vũng nước khi họ chạy để bắt xe buýt.

Samsung, Apple và Sony là một số thương hiệu lớn cung cấp khả năng chống thấm nước trên điện thoại thông minh. Các công ty khác cung cấp các mô hình chống nước, cung cấp mức độ bảo vệ thấp hơn. Các nhà sản xuất cũng sản xuất những chiếc điện thoại khác mà mọi người gần như mong đợi rằng cuối cùng sẽ làm rơi chúng vào nước.

Ví dụ, điện thoại Doogee S96Pro của Trung Quốc có khả năng chống thấm nước và chống bụi, ngoài ra được sản xuất để đáp ứng một số thông số kỹ thuật quân sự, bao gồm cả khả năng chống nổ. Một người đánh giá thiết bị ngoài trời đã đề cập đến việc đánh rơi điện thoại vào một vũng nước và một bát nước trong quá trình sử dụng và mang nó ra bãi biển mà không gặp vấn đề gì. Tuy nhiên, họ không nói rõ về công nghệ nano cụ thể được sử dụng, cũng như mô tả sản phẩm của điện thoại.

Lãnh đạo thị trường

Hiện đang có nghiên cứu và sự quan tâm thúc đẩy sự phát triển trong chống thấm bằng công nghệ nano. Tuy nhiên, một số nhà sản xuất đã có tên tuổi trong lĩnh vực này.

Một công ty tên là HZO, Inc. là một trong những công ty dẫn đầu thị trường về loại chất chống thấm này. Nó đã tạo ra các gian hàng sơn phủ đặc biệt, phục vụ cho các công ty muốn áp dụng hiệu quả việc bảo vệ cho số lượng lớn các thiết bị. HZO dựa vào sự lắng đọng hơi hóa chất để phân phối lớp phủ trên một thiết bị. Các nhà sản xuất cũng có thể chọn che mặt để các thành phần cụ thể vẫn được che đậy.

P2i Ltd. là một thương hiệu khác chuyên về lớp phủ nano để bảo vệ nước. Công ty đã ký một thỏa thuận với Samsung để cung cấp khả năng chống thấm tiên tiến cho các thành phần bên trong điện thoại thông minh, bao gồm cả bảng mạch in (PCB). Quy trình phủ nano Barrier của công ty bao gồm việc thêm một lớp phủ plasma cách điện kích thước nano trên PCBA bằng cách sử dụng quy trình lắng đọng hơi hóa chất tăng cường plasma. Kết quả là một lớp không xuống cấp tồn tại trong suốt thời gian sử dụng của thiết bị. Các nhà sản xuất cũng có thể chỉ định độ dày lớp phủ.

Công ty khởi nghiệp actnano áp dụng cách tiếp cận tương tự là áp dụng một lớp phủ trực tiếp lên các cụm PCB. Công ty cho biết sự bảo vệ hoàn toàn khỏi giải pháp Advanced nanoGUARD giúp điện thoại có thể chịu được ngâm nước ở độ sâu hơn 1 mét trong 30 phút. Công ty đã huy động được 12 triệu đô la trong vòng tài trợ Series A vào năm 2020. Mặc dù các đại diện không nêu chi tiết cách tiếp cận của họ, nhưng họ đã đề cập rằng nó tạo ra một lớp phủ cách điện vừa không độc hại vừa bền vững với môi trường.

Một nghiên cứu đang được thực hiện

Nghiên cứu đang được tiến hành để làm cho các bề mặt có khả năng chống lại nhiều chất mà mọi người gặp phải trong cuộc sống hàng ngày, bao gồm cả chất lỏng. Một số công trình cuối cùng có thể mang lại tiến bộ hơn nữa trong công nghệ nano chống thấm cho điện thoại thông minh.

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Michigan đã phát triển cái gọi là lớp phủ kỵ khí được cho là có tác dụng đẩy lùi nước, rượu, dầu và thậm chí cả bơ đậu phộng. Bằng cách tiếp cận có hệ thống, đòi hỏi lập bản đồ các đặc tính cơ bản của nhiều chất khác nhau, nhóm nghiên cứu đã chọn hỗn hợp polyurethane flo hóa và một phân tử chống thấm chất lỏng chuyên dụng được gọi là F-POSS.

Các thử nghiệm cho thấy cách lớp phủ có thể được phủ lên bề mặt theo nhiều cách khác nhau, bao gồm chải, phun và nhúng. Nhóm nghiên cứu có kế hoạch nghiên cứu bổ sung để kiểm tra xem lớp phủ không độc hại. Nếu đúng như vậy, cải tiến này có thể bảo vệ các sản phẩm như điện thoại, đồng thời trở thành cứu cánh cho các cơ sở chăm sóc hàng ngày hoặc nhà có trẻ mới biết đi.

Trong một ví dụ khác gần đây hơn, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu và Ứng dụng Kỹ thuật Polyme Okanagan (OPERA) đặt mục tiêu bảo vệ các tấm che mặt được sử dụng trong chăm sóc sức khỏe hơn là điện thoại. Họ đã tạo ra một giải pháp ăn tạp khác có tác dụng chống lại nhiều loại chất lỏng. Người ta hy vọng rằng việc sử dụng nó để phủ lên các tấm che mặt có thể trở thành một giải pháp thay thế khả thi cho các quy trình khử trùng dụng cụ y tế hiện nay. Nếu nó hoạt động như dự định, lớp phủ có thể đẩy lùi các giọt nhỏ, vì vậy có thể rửa sạch chúng sau khi sử dụng để giữ cho chúng được khử trùng.

Trong một diễn biến khác, một nhóm nghiên cứu của Đại học Simon Fraser đã phát hiện ra sự kết hợp của các hóa chất - organosilane, nước và dung môi công nghiệp - có thể chống thấm bất kỳ bề mặt nào. Các thử nghiệm cho thấy hiệu quả vẫn còn trong ít nhất 18 tháng, nhưng các nhà nghiên cứu muốn xem liệu nó có khác nhau trong môi trường khắc nghiệt hay không. Họ cũng ước tính giải pháp chống thấm này có thể sản xuất ít tốn kém hơn tới 90% so với các giải pháp hiện có trên thị trường.

Điện thoại thông minh vẫn chưa đến mức mà hầu hết chúng đều bao gồm các loại công nghệ chống thấm tiên tiến được đề cập ở đây. Tuy nhiên, với việc nghiên cứu đang diễn ra và nhiều công ty đã cung cấp tính năng này, có thể không lâu nữa điều đó sẽ xảy ra. Rốt cuộc, nhiều người tiêu dùng chắc chắn sẽ đánh giá cao sự an tâm đến từ việc biết điện thoại của họ sẽ sống sót sau khi bị rơi bất ngờ vào nước.