Žárovka z nanotrubek

Zvětšit obrázek

Běžná žárovka a žárovka s vláknem z nanotrubek (Credit: Appl. Phys. Lett. 84 4869)

Vědci vyzkoušeli nahradit wolframové vlákno v běžné žárovce vláknem z jednostěnných uhlíkových nanotrubek. Náhrada to byla úspěšná. Při stejném napětí nanotrubky zářily více než wolfram. Životnost se sice netestovala, ale nanotrubkové vlákno sneslo 360 hodin provozu a 5 tisíc zapnutí při napětí 25 V. Vědce také překvapilo, že jeho elektrický odpor zůstával konstantní až do asi 1500 °C, což je vlastnost vhodná pro rezistory pracující za vysokých teplot. Bohužel není zmíněno, jakým způsobem byly nanotrubky spojeny do vlákna. Také se neuvádí, zda byla účinnost produkce světla lepší než u klasické žárovky, ale můžeme předpokládat že ne, protože světlo vznikalo shodným způsobem a to převážně zářením rozžhaveného vlákna (tzv. záření černého tělesa) a částečně elektroluminscencí (vyzáření světla při spojení páru elektron díra).

Ohebná obrazovka z plastu plněného nanotrubkami
Elektroluminiscenci se vědci chystají využít v tenkém ohebném plastovém displeji, jehož funkční částí budou uhlíkové nanotrubky. Výzkumníci nechali "vyrůst" nanotrubky pomocí ukládání par uhlovodíků (CVD - Chemical Vapour Deposition) na vrstvě oxidu křemičitého. Na tento "koberec" se nalil polymer polydimetylsiloxan (PDMS), který vyplnil mezery mezi nanotrubkami, ztvrdnul a vytvořený kompozit se snadno sloupnul z podkladu. Klasickými metodami fotolitografie vědci vyleptali vrstvu oxidu křemičitého do požadovaného vzoru na podklad z čistého křemíku. Na něm se nanotrubky metodou CVD netvoří, a tak je snadno možné vytvořit uspořádání pro libovolnou aplikaci. I poté následuje zalití pružnou vrstvou polymeru. Zajímavé je, že plněný polymer byl pružnější, když se použily vícestěnné nanotrubky většího průměru.

Polymerová fólie s "tečkami" z nanotrubek je tak ohebná, že ji lze navinout na tenkou pipetu. (Credit: Rensselaer/Yung Joon Jung)

Z vhodně umístěných nanotrubek v pružném polymeru je k ohebnému displeji daleko. Protože k rozsvícení nanotrubky elektroluminiscencí musíme elektrické napětí přivést na oba její konce, je nutné vést vodiče po obou površích fólie. Také bude nutné vyřešit nastavení barvy světla. Pravděpodobně se jas bude měnit změnou přiváděného proudu, ale výsledný obrazový bod se bude skládat ze tří základních barevných částí stejně jako v dnešních LCD obrazovkách.

Ohebné displeje budoucnosti
Ohebné displeje jsou snem každého uživatele mobilního telefonu, PDA či notebooku. Při omezených skladovacích rozměrech budete mít libovolně velkou obrazovku. Obrazovka již nebude nedílnou součástí těchto zařízení, ale bude např. namotaná kolem přístroje tvaru tužky. Doplněním o dotykové snímače by se z obrazovky stalo téměř nezávislé zařízení. Mohlo by být bezdrátově propojeno se všemi ostatními přístroji ve vašich kapsách - jeden displej pro všechny. A co teprve oblečení. Když se navléknete do fólie představující displej, vybavíte se kamerou a výkonným počítačem pro zpracování dat, stanete se neviditelným. Kamera zaznamená vaše okolí a displej ho zobrazí kolem vás. Vojáci toto jistě ocení. Bude k tomu ještě dlouhá cesta.

Další informace
"Nano-skin" could create super-bendy screens (3. 3. 2006) - Článek o polymerové fólii plněné nanotrubkami
Nanobulbs make their debut (4. 6. 2004) - Porovnání klasické a nanotrubkové žárovky
Carbon Nanotube Light Emissions - Ilustrace ukazující vznik světla elektroluminiscencí v jediné nanotrubce
Electroluminescence - Popis jevu elektroluminiscence v encyklopedii Wikipedia

Autor píše weblog o vědě a technice Techblog.