Nanotechnologiczny e-papier

Obraz o nieosiągalnej dotąd ostrości i jasności można wytworzyć za pomocą nowo opracowanego e-papieru, utworzonego m.in. z nanoporowatego dwutlenku tytanu oraz cząsteczek leukobarwnika. Nowa technologia w przyszłości może również umożliwić wytwarzanie kolorowego obrazu na kartach elektronicznego papieru, donosi "Angewandte Chemie International Edition". 

Elektroniczne czytniki gazet czy też książek, tzw. e-booki, coraz powszechniej używane są przez ludzi na całym świecie, stanowiąc hit elektronicznej mody. Urządzenia te, wykorzystując technologię określaną jako elektroniczny papier (e-papier), nazywaną również angielskim terminem e-ink, cierpią na jedną poważną "chorobę" - generowany obraz jest niskiej jasności, przez co słabo widzialny w pomieszczeniach o dużym naświetleniu lub też w ostrym słońcu.

Według japońskich naukowców, problem ten to już przeszłość!

Grupa współpracujących ze sobą nanotechnologów z Funai Electric Advanced Applied Technology Research Institute, National Institute for Materials Science oraz Science and Technology Agency opracowała nową technologię wytwarzania elektronicznego papieru o wyjątkowych parametrach fizykochemicznych.

Prototypowy układ opiera swe działanie na procesie zwanym elektrochromizmem, w którym barwnik zmienia swój kolor pod wpływem prądu elektrycznego.Nowy e-papier utworzony został z elektrody, na powierzchni której osadzono nanoporowatą warstwę dwutlenku tytanu (TiO2). Użyty TiO2 jest dziurawy niczym sito - jego powierzchni usłana jest licznymi, regularnie ułożonymi nanometrycznej wielkości otworkami, w które zagłębić się może leukobarwnik - drugi element tworzący nowy e-papier. Nanometr to miliardowa część metra.

Zanim leukobarwnik wniknie do nanostudzienki, jest całkowicie bezbarwny. Obecność pola elektrycznego generowanego przez elektrodę, na powierzchni której osadzony został TiO2, powoduje zmianę właściwości barwnika, który zmienia swój kolor na czarny. Fakt, iż cząsteczka aktywowanego barwnika zamknięta jest w wąskiej, nanometrycznej wielkości studni (nanootwory TiO2) powoduje, iż molekuła praktycznie nie może się poruszać.

Brak możliwości ruchu aktywowanego elektrycznie leukobarwnika jest kluczową cechą nowo opracowanego e-papieru, gdyż właśnie ta cecha odpowiedzialna jest za niezwykle ostry obraz, jaki można obserwować na eksperymentalnych wyświetlaczach.

Dodatkowym atutem nowej technologii jest bardzo duża jasność obrazu - stopień odbicia światła osiąga 80-90 procent, co stanowi światowy rekord.

Jak twierdzą naukowcy, opracowana technologia - choć rewolucyjna - nie jest gotowa do komercjalizacji. Upłynie jeszcze sporo czasu zanim gotowy e-book zbudowany w oparciu o nowy e-papier będzie można kupić w sklepach z urządzeniami elektronicznymi. KLG

PAP - Nauka w Polsce