ハリー・ポッターの映画の中で最も楽しい部分のいくつかは、GIFのように動く写真を特集する魔法の新聞、デイリー・プロフェットのフロントページに関係しています。
「ハリー・ポッターでは、それは魔法です」と、ダブリンのトリニティ大学の材料科学者ジョナサン・コールマンは言います。 「しかし、私たちにとってそれは技術です。」
コールマンと彼のチームは、完全に2Dナノ材料で作られた史上初のプリントトランジスタを作成しました。 言い換えれば、彼らは非常に安価に印刷できる可能性のある完全にフラットな電子機器を作りました。 これらのプリンテッドエレクトロニクスには、さまざまな用途があります。 たとえば、スーパーマーケットの従来の価格ラベルを置き換えるために使用できます。 ラベル銃を持った従業員が価格の変化を歩き回る代わりに、電子ラベルは自動的に更新されます。 彼らは、自分自身を更新するパスポートを作成したり、温かい温度で保管されていることを知らせるワインボトルを作成したりできます。 ハリー・ポッターのシナリオのように、それらは動く新聞、ポスター、本のジャケットを作るために使用できます。
コールマンは、このテクノロジーがモノのインターネットと融合して、最も一般的なアイテムでも接続されると考えています。 ミルクのカートンは、ラベルを介してインターネットに接続できるようになりました。スマートフォンに直接話しかけ、使い果たしたときや調子が悪くなったときに通知します。 あなたの寝室の窓は、継続的な天気の更新を提供できます。
「エレクトロニクスを非常に安価に印刷できれば、ほとんど想像もできないものを想像できます」とコールマンは言います。
プリンテッドエレクトロニクスは、約30年前から何らかの形で存在しています。 これらの新しいトランジスタが古いプリンテッドエレクトロニクスより優れている利点は、建築材料に関係しています。 ほとんどのプリンテッドエレクトロニクスはポリマーで作られていますが、この新しい発明はグラフェンで作られています。 グラフェンは、非常に話題の多いナノ材料であり、1原子の厚さの炭素からなる2次元のハニカム格子です。 それは強く、軽く、非常に優れた導体であることに加えて、そしておそらく最も重要なことには、安価です。
「グラファイトから作られており、グラファイトは地面から掘り出されたものです」とコールマンは言います。
安価であることに加えて、新しい2Dプリンテッドエレクトロニクスは現在のバージョンよりも品質がはるかに優れているとColemanは言います。 既存のタイプには、安定性とエネルギー変換に関係する多くのパフォーマンス制限があります。
トランジスタは、電極としてグラフェンナノシートを使用して印刷され、トランジスタの他の部分として二セレン化タングステンおよび窒化ホウ素（他の2つのナノ材料）が使用されました。 ナノ材料は、コールマンが開発した方法で液体で生成されます。 結果として得られるナノシートは、平らで（比較的）幅が広く、材料に応じて導電性、絶縁性、または半導体性になります。
この研究は今月、 Science誌に掲載されました。
コールマンは、この技術を組み込んだ製品が市場に出るのに十分なものになるには、10年ほどかかると推定しています。 グラフェンなどのナノ材料には世界的な関心があり、したがって、こうした製品の最適化に取り組んでいる多くの科学者がいるため、これは比較的短いスケジュールです。 彼自身の研究はグラフェンの旗艦の一部であり、これは一般向けの潜在的な用途を持つグラフェンのイノベーションをさらに促進するための10億ユーロのEU資金によるイニシアチブです。
「感動的な距離にあります」と彼は言います。 「私たちは何をする必要があるかを知っています。それは単にそれを行うことの問題であり、お金は整っています。」
2Dプリンテッドエレクトロニクスは、グラフェンなどのナノ材料の潜在的な用途の1つにすぎません。 調査中のその他の用途には、非常に急速に充電されるバッテリー、流出した油をきれいにするスポンジ、雨の中でも機能するソーラーパネルなどがあります。
「ナノマテリアルには多くの素晴らしい特性があり、物やアプリケーションをより良く、より速く、より安くすることで世界を変えると確信しています」とコールマンは言います。 「私たちは技術革新を軌道に乗せており、最初の成果を目にし始めており、今後10年ほどで驚くべきことが起こると思います。」
