La firma española Graphenea y la TU Delph trabajan en una pantalla de píxeles mecánicos, una nueva aplicación potencial del grafeno, que esperan presentar en el Mobile World Conference el año que viene.
Mediante la aplicación de una diferencia de presión a través de las membranas de grafeno, el color percibido del grafeno puede ser desplazado continuamente de rojo a azul. Este efecto podría ser explotado para su uso como píxeles de color en lectores electrónicos y otras pantallas de baja potencia.
La investigación es un esfuerzo colaborativo de investigadores de TU Delft, Países Bajos, y la firma española Graphenea. El estudio ha sido publicado en la revista Nano Letters.
En los dispositivos de globo de grafeno, una doble capa de grafeno de dos átomos de espesor se deposita en la parte superior de las muescas circulares cortadas en silicio. Las membranas de grafeno envuelven el aire dentro de las cavidades y la posición de las membranas puede ser cambiada aplicando una diferencia de presión entre el interior y el exterior. Cuando las membranas están más cerca del silicio, parecen azules; cuando las membranas se apartan aparecen en rojo.
El efecto de cambio de color surge de la interferencia entre las ondas de luz reflejadas desde el fondo de la cavidad y la membrana en la parte superior. Estas ondas reflejadas interfieren de manera constructiva o destructiva dependiendo de la posición de la membrana, ya sea sumando o restando diferentes partes del espectro de luz blanca. Esta interferencia mejora o reduce ciertos colores en la luz reflejada.
Samer Houri, un investigador en TU Delft, dirigió el equipo de trabajo. "Al principio, no prestamos atención a los colores de las membranas porque el grafeno es incoloro cuando está aislado. Sin embargo, observamos anillos de Newton y observamos que su color cambia con el tiempo", dijo. Cuando las membranas están extremadamente deformadas, su color ya no es homogéneo, sino que aparecen anillos circulares. Estos anillos se llaman anillos de Newton en honor de sir Isaac Newton, que los estudió en 1717.
Santiago Cartamil-Bueno, estudiante de TU Delft, fue quien realizó el trabajo experimental y el primero en observar el cambio de color. "No sólo proporciona la técnica de colorimetría para caracterizar el grafeno suspendido, que es útil para las empresas que desarrollan sensores mecánicos de grafeno, sino que también proporciona un medio para implementar tecnología de visualización basada en la modulación de interferometría", dice Cartamil-Bueno.
La modulación de interferometría, o IMOD, se emplea en pantallas que tienen bajos requerimientos de consumo de energía, tales como relojes inteligentes y libros electrónicos, y está aumentando en importancia para dispositivos de Internet de las Cosas. Actualmente, tales pantallas están compuestas de píxeles mecánicos hechos de materiales de silicio. "Al usar el grafeno, con sus extraordinarias propiedades mecánicas, un GIMOD (IMOD de grafeno) podría mejorar drásticamente el rendimiento del dispositivo --consumo de energía, tiempo de respuesta de píxeles, tasas de fallos, etc.--" permitiendo la integración eléctrica e incluso dispositivos flexibles.
Los investigadores ahora están trabajando para controlar el color de las membranas con electricidad, y esperan tener un prototipo de pantalla para el Mobile World Conference 2017 en Barcelona, según la TY Delft.
