В США ученым удалось довести технологию создания гибких электронных плат до уровня, когда ее можно внедрять на производстве. При этом себестоимость компонентов нового типа не окажется заоблачной – их вполне можно применять при сборке востребованных устройств. Сделать транзистор из гибкого материала относительно несложно – на сегодняшний день известны десятки вариантов решения данной задачи. Но вот беда, с точки зрения экономики все они бесполезны: либо слишком дороги, либо полученная микросхема работает непозволительно медленно по современным меркам.
Ученым из Техасского университета удалось найти золотую середину в виде модулей, созданных на основе графена. Того самого инновационного материала, которому уже готовы поставить памятник за его выдающиеся электромеханические свойства и те перспективы, которые открывает использование графена в массовом производстве.
Сконструированный новаторами радиомодуль представляет собой «узор», выложенный графеновой решеткой поверх гибкой полимерной подложки. Толщина электропроводящих элементов при этом составляет всего 1 атом углерода – тоньше некуда. Однако схема не просто работает, но еще и демонстрирует отличную производительность, максимальная частота прохождения сигнала достигла 25 ГГц. Ученые готовы хоть завтра собирать модули Bluetooth с частотой 2,4 ГГц и устройства для работы сотовой связи на частоте порядка 1 ГГц. Это тот уровень, который необходим по современным стандартам, и впору говорить о возможности создания компонентов для смартфонов и планшетов на основе графеновых схем.
Разработка ведется группой под руководством Дежи Акинванде (Deji Akinwande), который описывает поставленную перед ними задачу как «максимальное удешевление производства». При всех своих чудесных свойствах графен весьма дорогой и сложный в обработке материал, но техасцы сумели исключить из технологического процесса процедуру его формирования. Они просто используют готовые крупные листы графена, которые объединяются с полимерной основой – предварительно на ней создана структура будущей схемы. Происходит перенос материала на подложку в строго отмеченных местах, что и является процессом построения схемы, а потом вся конструкция запечатывается водонепроницаемым слоем.
В теории данный процесс несложно провести при помощи 3D-принтера – в настоящее время окрыленные успехом ученые во главе с Акинванде разрабатывают алгоритмы для его работы. По их прогнозам вероятность успеха 100%, однако, до серийного производства гибких микросхем еще далеко. Потребуется минимум 5, а по-хорошему и все 10 лет, прежде чем мир увидит первый смартфон, который можно свернуть в трубочку.