כמה מהקטעים המענגים ביותר מסרטי הארי פוטר כוללים את העמוד הראשון של הנביא היומי, העיתון הקוסם הכולל צילומים שזזים כמו GIF.
"בהארי פוטר זה קסם", אומר ג'ונתן קולמן, מדען חומרים ממכללת טריניטי דבלין. "אבל עבורנו זו טכנולוגיה."
קולמן וצוותו יצרו את הטרנזיסטורים המודפסים לראשונה אי פעם, העשויים כולו מחומרים ננומטריים דו-ממדיים. במילים אחרות, הם ייצרו אלקטרוניקה שטוחה לחלוטין שאפשר להדפיס אותה בזול מאוד. האלקטרוניקה המודפסת יכולה להיות בעלת מספר רב של שימושים. ניתן היה להשתמש בהם למשל להחלפת מדבקות מחיר מסורתיות בסופרמרקט. במקום שיהיה עובד עם אקדח תוויות המסתובב בשינוי מחירים, תוויות אלקטרוניות יכלו לעדכן את עצמן באופן אוטומטי. הם יכולים להכין דרכונים שמתחדשים, או בקבוקי יין שאומרים לך מתי הם מאוחסנים בטמפרטורה חמה מדי. כמו בתרחיש הארי פוטר, אפשר להשתמש בהם להכנת עיתונים, פוסטרים ומעילי ספרים.
קולמן רואה את הטכנולוגיה הזו מתמזגת עם האינטרנט של הדברים כדי ליצור אפילו את הפריטים הרגילים ביותר המחוברים. כעת יכול להיות שקרטון החלב שלך יכול לחבר לאינטרנט דרך התווית שלו, לדבר ישירות לסמארטפון שלך כדי לומר לך מתי הוא מתחיל להיגמר או להשתבש. חלון חדר השינה שלך יכול להציע עדכוני מזג אוויר רציפים.
"אם אתה יכול להדפיס אלקטרוניקה בזול מאוד, אתה יכול לדמיין דברים שכמעט בלתי נתפסים", אומר קולמן.
אלקטרוניקה מודפסת קיימת בצורה כלשהי במשך כשלושים שנה. היתרון של הטרנזיסטורים החדשים האלה ביחס למוצרי אלקטרוניקה מודפסים ישנים קשור לחומרי הבנייה שלהם. בעוד שרוב האלקטרוניקה המודפסת מיוצרת מפולימרים, ההמצאה החדשה הזו עשויה גרפן. גרפן, חומר ננו-הרבה-זמזום, הוא סריג חלת דבש דו ממדי של פחמן בעובי אטום אחד בלבד. זה חזק, קליל ומנצח טוב במיוחד, פלוס - ואולי הכי חשוב - זה זול.
"זה עשוי גרפיט וגרפיט פשוט משהו שנחפר מהאדמה", אומר קולמן.
בנוסף להיותו זול יותר, האלקטרוניקה המודפסת החדשה עם הדו מימד מודפסת כאיכותית בהרבה מהגרסאות הנוכחיות, אומר קולמן. לסוגים הקיימים מספר מגבלות ביצועים הקשורות ביציבות ובהמרת אנרגיה.
הטרנזיסטורים הודפסו באמצעות גליונות ננו-גרפן כאלקטרודות, כאשר טונגסטן דיסלניד ובור-ניטריד (שני ננו-חומרים אחרים) היו החלקים האחרים של הטרנזיסטור. הננו-חומרים מיוצרים בנוזל, שיטה שפותחה על ידי קולמן. גיליונות הננו שהתקבלו הם שטוחים ורחבים (יחסית) ויכולים להיות מוליכים, בידודיים או מוליכים למחצה בהתאם לחומר.
המחקר פורסם החודש בכתב העת Science .
קולמן מעריך כי עשור להימשך עשור לפני שמוצרים המשלבים טכנולוגיה זו מספיק טובים בכדי להפוך אותם לשוק. זהו ציר זמן יחסית קצר, הוא אומר, מכיוון שיש כל כך הרבה עניין גלובלי בננו-חומרים כמו גרפן, ולכן כל כך הרבה מדענים עובדים על אופטימיזציה של מוצרים כאלה. המחקר שלו הוא חלק מספינת דגל גראפן, יוזמה במימון מיליארד יורו שממומן על ידי האיחוד האירופי להמשך חידושים בגרפן עם שימושים פוטנציאליים לציבור.
"זה במרחק נגיעה, " הוא אומר. "אנחנו יודעים מה צריך לעשות, זו רק שאלה לעשות את זה, והכסף במקום."
האלקטרוניקה המודפסת עם 2D היא רק שימוש פוטנציאלי אחד בננו-חומרים כמו גרפן. שימושים אחרים הנחקרים כוללים סוללות נטענות מהירות במיוחד, ספוגים לניקוי שפיכות נפט ופאנלים סולאריים העובדים אפילו בגשם.
"לננו-חומרים יש מגוון שלם של תכונות נפלאות, שלדעתי בהחלט מאמינים שהן עתידות לשנות את העולם בכך שתאפשר לנו להפוך את הדברים והיישומים לשיפור, מהיר וזול יותר, " אומר קולמן. "יש לנו מהפכה טכנולוגית שיורדת במסלול שאנחנו מתחילים לראות את הביכורים שבהם, ולדעתי אנחנו הולכים לראות דברים מדהימים בעשור הבא בערך."
