Phân tử kỳ diệu cho màn hình cảm ứng
Đây là hỗn hợp của 2 oxyd kim loại là oxyd indium và oxyd thiếc (ITO). Nguyên tố chính yếu là indium, một loại đất hiếm, một kim loại với đặc tính quý báu, phế phẩm của ngành khai thác mỏ chì và kẽm. Đây là một chất liệu đắt giá, khó tìm. Mà khi đã thu được lại rất khó gia công, không bền vững, không chấp nhận bất cứ sai sót nào trong việc chế tạo.
Thế nhưng các phẩm chất của nó đủ để người ta quên đi những nhược điểm. ITO là một trong các chất liệu hiếm hoi vừa dẫn điện lại vừa trong suốt. Đây là tính chất lý tưởng cho màn hình cảm ứng bởi vì màn hình lợi dụng tính dẫn điện ở ngón tay bạn để không dùng đến bút. Khi chạm vào màn hình, bạn làm thay đổi điện dung dưới đầu ngón tay và lớp ITO của màn hình sẽ ghi nhận được.
Nhưng chúng ta có thể hưởng thụ phép lạ đó trong bao lâu nữa? Cơ quan Kiểm soát địa chất của Mỹ ước tính trữ lượng indium trên toàn thế giới khoảng 16.000 tấn, đa số nằm ở Trung Quốc. Theo mức độ khai thác hiện nay, các trữ lượng này sẽ cạn kiệt từ đây đến năm 2020. Tất nhiên trong thời gian đó, nhiều nguồn indium khác sẽ được tìm thấy nhưng khó mà đáp ứng được sự bùng nổ của sức cầu.
Trừ phi có một cuộc cách mạng kỹ thuật khác, điều đầu tiên cần phải làm là tìm ra một chất liệu có cấu trúc hóa học gần giống như indium. Nhóm nghiên cứu của Tobin Marks ở Đại học Northwestern (
Nhưng mọi việc không đơn giản như thế. Trước tiên cadmium là một nguyên tố rất độc và phải thật cẩn trọng dù là trong thời gian sử dụng hay sau đó. Kế đến oxyd cadmium dễ nứt gãy, điều này rất phiền phức đối với một màn hình thường xuyên được sờ chạm thao tác.
Còn các polymère dẫn điện thì sao? Những chuỗi hữu cơ này giống như các sợi phân tử và mềm dẻo hơn ITO nhiều. Vào tháng 2-2010, Giáo sư Yueh Lin Loo ở Đại học Princeton đã tìm ra một chất phụ gia chẳng những có thể hòa tan polymère mà còn biến đổi các tương tác giữa những chuỗi polymère giúp chúng "giãn ra". Điều này sẽ ngăn các chuỗi xoắn lại chặn đứng dòng điện.
Nhưng giải pháp này vẫn chưa phải là hoàn hảo. Tuy các polymère không mảnh dẻ như những oxyd kim loại nhưng chúng lại có nhiều nhược điểm khác. Chúng rất nhạy cảm với tia cực tím và oxy khí trời, do vậy không thể dùng cho các màn hình thường xuyên được thao tác.
Thế thì không có chất liệu nào đáp ứng được mọi tiêu chuẩn sao ? Có chứ, Mark Hersam ở Đại học Northwestern khẳng định: đó là các chất liệu nano gốc carbon. Carbon là một con tắc kè hoa về hóa học. Trong một số trường hợp nó là chất liệu đục nhất, nhưng khi có cấu trúc nano nó lại trở nên trong suốt.
Vào tháng 6/2010, nhóm nghiên cứu của Jong-Hyun Ahn và Byunh-Hee Hong ở Đại học Sungkyunkwan (Hàn Quốc) đã chế ra một lớp phim gồm 4 lớp graphène đặt trên một nền nhựa. Graphène là chất liệu gồm những lớp graphite chỉ dày bằng 1 nguyên tử. Sự kết hợp graphène-nhựa cho 90% ánh sáng đi qua với độ dẫn điện tương đương với ITO loại tốt nhất