Mae peirianwyr wedi dyfeisio lled-ddargludydd wedi'i wneud gan ddeunydd hybrid tenau hyblyg y gellir ei ddefnyddio ar gyfer arddangosiadau ar ddyfeisiau electronig yn y dyfodol agos.
Mae peirianwyr mewn corfforaethau mawr wedi bod yn llygadu i ddylunio sgrin arddangos plygadwy a hyblyg ar gyfer electronig dyfeisiau fel cyfrifiaduron a ffonau symudol. Y nod yw sgrin arddangos a fyddai'n teimlo fel papur hy yn plygu ond hefyd yn gweithredu'n electronig. Mae'n debyg y bydd Samsung, un o gynhyrchwyr ffonau symudol mwyaf y byd, yn lansio ffôn symudol hyblyg yn fuan iawn. Maent wedi datblygu hyblyg organig Panel deuod allyrru golau (OLED) sydd ag arwyneb na ellir ei dorri. Mae'n ysgafn ond yn wydn ac yn gadarn a gall wrthsefyll tymheredd uchel. Ei nodwedd fwyaf rhyfeddol fyddai na fydd yr arddangosfa hon yn torri nac yn cael ei difrodi os bydd y ddyfais yn cwympo - yr her fwyaf a wynebir heddiw gan ddylunwyr arddangos ffonau symudol. Mae sgrin LCD reolaidd yn parhau i arddangos hyd yn oed pan fydd wedi'i phlygu ond mae'r hylif y tu mewn iddo yn mynd yn anghywir ac felly mae delwedd wedi'i ystumio'n cael ei arddangos. Gallai'r sgrin OLED hyblyg newydd gael ei phlygu neu ei chrwm heb ystumio'r arddangosfa, fodd bynnag, ni fydd yn gwbl blygadwy o hyd. Gellir cynyddu'r hyblygrwydd ymhellach trwy ddefnyddio nanowires mwy hyblyg yn y dyfodol. Mae arddangosfa deuod allyrru golau dot cwantwm yn fwy hyblyg oherwydd y defnydd o nano-grisialau i gynhyrchu golau miniog o ansawdd uchel. Mae'n rhaid i'r arddangosfeydd gael eu hamgáu o hyd i wydr neu ddeunydd arall i'w hamddiffyn.
Deunydd newydd i adeiladu sgriniau hyblyg
Mewn astudiaeth ddiweddar a gyhoeddwyd yn Deunyddiau Uwch mae peirianwyr o Brifysgol Genedlaethol Awstralia (ANU) am y tro cyntaf wedi datblygu lled-ddargludydd wedi'i wneud o organig a deunydd anorganig sy'n trosi trydan yn olau yn effeithlon. Mae'r lled-ddargludydd hwn yn denau iawn ac yn hyblyg iawn gan ei wneud yn unigryw. Mae'r organig rhan o'r ddyfais, mae gan ran bwysig o'r lled-ddargludydd drwch o un atom yn unig. Mae'r rhan anorganig hefyd yn fach, tua dau atom o drwch. Adeiladwyd y deunydd gan broses o'r enw 'dyddodiad anwedd cemegol', yn debyg i adeiladu strwythur 3-dimensiwn o ddisgrifiad 2D. Ni ellir gweld y lled-ddargludydd â llygad noeth, mae'n gorwedd rhwng electrodau aur ar sglodyn maint 1cm x 1cm gyda thransistor swyddogaethol. Gall un sglodyn o'r fath ddal miloedd o gylchedau transistor. Mae'r electrod yn gwasanaethu fel mewnbwn trydan a phwynt allbwn. Ar ôl ei adeiladu, nodweddwyd priodweddau opto-electronig a thrydanol y deunydd. Mae'r strwythur hybrid hwn o organig ac mae cydrannau anorganig yn trosi trydan yn olau sydd wedyn yn ei arddangos ar ffonau symudol, setiau teledu a dyfeisiau eraill. Ystyrir bod yr allyriad golau yn fwy craff ac yn well ar gyfer arddangosiadau cydraniad uwch.
Gellir defnyddio deunydd o'r fath yn y dyfodol agos i wneud dyfeisiau'n blygadwy - er enghraifft ffonau symudol. Mae difrod sgrin neu arddangos yn gyffredin iawn mewn ffonau symudol a gall y deunydd hwn ddod i'r adwy. Gyda phoblogrwydd a galw ffonau smart gyda sgriniau mwy yn tyfu, angen yr awr yw cael gwydnwch fel nad yw'r arddangosfa yn dueddol o grafiadau neu egwyliau neu ddisgyn ac ati Mae'r strwythur hybrid yn fanteisiol o ran effeithlonrwydd dros lled-ddargludyddion traddodiadol sy'n cael eu gwneud yn gyfan gwbl o silicon. Gellid defnyddio'r deunydd hwn i adeiladu sgriniau ar gyfer ffonau symudol, teledu, consolau digidol ac ati ac efallai adeiladu cyfrifiaduron un diwrnod a/neu wneud ffôn symudol mor gryf ag uwchgyfrifiadur. Mae ymchwilwyr eisoes yn gweithio ar gynhyrchu'r lled-ddargludydd hwn ar raddfa fwy fel y gellir ei fasnacheiddio.
Mynd i'r afael â gwastraff electronig
Amcangyfrifir y bydd 2018 yn cynhyrchu cyfanswm o bron i 50 miliwn o dunelli o wastraff electronig (e-wastraff) a byddai swm cyfyngedig iawn yn cael ei ailgylchu. Mae e-wastraff yn gyfystyr â dyfeisiau ac offer electronig sydd wedi cyrraedd diwedd eu hoes ac sydd angen eu taflu gan gynnwys hen gyfrifiaduron, offer electronig swyddfa neu adloniant, ffonau symudol, teledu ac ati. Mae swm enfawr o e-wastraff yn fygythiad enfawr i'r amgylchedd ac yn sicr o achosi niwed di-droi'n-ôl i'n hadnoddau naturiol a'n hamgylchedd. Mae'r darganfyddiad hwn yn fan cychwyn ar gyfer dylunio dyfeisiau electronig sy'n arddangos perfformiad uchel ond sy'n cael eu gwneud o organig deunyddiau 'bio'. Pe bai ffonau symudol yn cael eu gwneud o ddeunydd hyblyg byddent yn haws eu hailgylchu. Bydd hyn yn lleihau ar e-wastraff a gynhyrchir yn flynyddol ledled y byd.
Mae dyfodol dyfeisiau electronig plygadwy a hyblyg yn mynd i fod yn gyffrous iawn. Mae peirianwyr eisoes yn meddwl am arddangosfeydd rholio lle gellir rholio dyfeisiau i fyny fel sgrôl. Y math mwyaf datblygedig o sgrin arddangos fyddai a all blygu, cromlinio neu hyd yn oed wasgu fel papur ond a all barhau i arddangos delweddau taclus. Maes arall yw'r defnydd o ddeunyddiau 'auxtetig' sy'n dod yn fwy trwchus pan gânt eu hymestyn ac sy'n gallu amsugno effeithiau ynni uchel a hunan-alinio i gywiro unrhyw afluniad. Byddai dyfeisiau o'r fath yn ysgafn ond yn hyblyg.
***
Ffynhonnell (au)
Mae Sharma A et al. 2018. Pwmpio Exciton Effeithlon a Dibynnol ar Haen ar draws Heterostrwythurau Math-I Organig-Anorganig Tenau Atomig. Deunyddiau Uwch. 30 (40).
https://doi.org/10.1002/adma.201803986
***
