Elektronik dünyası tarihi bir dönüşüm yaşıyor: "Sert ve Kutu Gibi" formdan, "Esnek ve Bükülebilir" forma geçiş. Ancak bu geçişte büyük bir sorunumuz var: Yıllardır dokunmatik ekranlarda kullandığımız standart malzeme olan İndiyum Kalay Oksit (ITO), seramik yapısı nedeniyle büküldüğünde cam gibi çatlıyor.
Esnek ekranların ve giyilebilir teknolojilerin "kırılmadan" çalışabilmesi için hem cam kadar şeffaf hem de metal kadar iletken bir malzemeye ihtiyacımız var. Çözüm? Saç telinden binlerce kat daha ince, mikroskobik gümüş iplikçikler.
Gümüş Nanoteller, çapları genellikle 10-100 nanometre, uzunlukları ise 10-100 mikrometre arasında değişen tek boyutlu (1D) nano yapılardır. Saf gümüşten yapıldıkları için dünyadaki en iyi elektriksel iletkenliğe sahiptirler.
Bu telleri bir yüzeye (örneğin plastik bir filme) rastgele dağıttığınızda, birbirinin üzerinden geçen tellerden oluşan bir "Nanotel Ağı" (Percolation Network) oluşur.
Bunu yere dökülmüş pişmemiş spagetti makarnalarına benzetebilirsiniz:
İletkenlik: Spagettilerin (tellerin) birbirine değdiği noktalardan elektrik akar.
Şeffaflık: Tellerin arasındaki boşluklardan ışık rahatça geçer.
Endüstri standardı olan ITO (Indium Tin Oxide) ile AgNW'yi kıyasladığımızda, gümüş nanotellerin neden geleceğin malzemesi olduğu netleşiyor:
Sınırsız Esneklik: ITO büküldüğünde çatlar ve iletkenliğini kaybeder. Gümüş nanoteller ise bir ağ yapısında olduğu için, binlerce kez bükülse, katlansa veya gerilse bile (stretching) elektrik iletmeye devam eder.
Düşük Maliyet ve Üretim: İndiyum, dünyada az bulunan pahalı bir elementtir. Gümüş nanoteller ise "Roll-to-Roll" (R2R) adı verilen, gazete basar gibi hızlı ve ucuz yöntemlerle plastik filmler üzerine kaplanabilir.
Yüksek İletkenlik: Gümüş, elektriği oksitlerden çok daha iyi iletir. Bu, daha hassas dokunmatik ekranlar ve daha hızlı tepki veren sensörler demektir.
Gümüş nanotellerin sağladığı esneklik, daha önce imkansız olan teknolojilerin kapısını aralıyor:
Samsung, Huawei veya Motorola'nın katlanabilir telefonlarında gördüğümüz ekranların dokunmatik katmanları, kırılmaya dayanıklı olmak zorundadır. AgNW filmler, bu cihazların binlerce kez açılıp kapanmasına rağmen bozulmamasını sağlayan kilit bileşendir.
İnsan derisi gibi esneyebilen elektronik devreler hayal edin. Gümüş nanoteller, polimerlerin içine gömülerek "Elektronik Deri" (E-Skin) yapımında kullanılır. Bu sensörler nabzı, vücut sıcaklığını ve kas hareketlerini takip edebilir.
Otomobil camlarının buğusunu saniyeler içinde çözen şeffaf rezistanslar veya elektrikle kararan akıllı camlar... Gümüş nanoteller, cam üzerinde görünmez bir ısıtıcı katman oluşturarak görüşü kapatmadan ısı üretebilir.
Güneş panellerinin esnek olabilmesi ve bir çadırın üzerine veya bir çantaya dikilebilmesi için, ışığı geçiren ama elektriği toplayan esnek bir elektrota ihtiyaç vardır. AgNW, bu alanda en güçlü adaydır.
Her güzelin bir kusuru vardır. Gümüş nanotellerin de aşması gereken iki küçük engeli bulunuyor:
Haze (Pusluluk): Nanoteller ışığı saçtığı için ekranlarda hafif bir puslu görüntü (haze) yaratabilir. Ancak yeni üretim teknikleriyle teller daha da inceltilerek bu sorun çözülmektedir.
Oksidasyon: Gümüş zamanla kararabilir. Bunu önlemek için nanotellerin üzeri genellikle grafen veya çok ince polimerlerle kaplanarak havayla teması kesilir.
Gümüş Nanoteller, sadece bir malzeme değil, form faktörünü değiştiren bir devrimdir. Sert, kırılgan ve pahalı elektroniklerin yerini; esnek, ucuz ve her yüzeye uygulanabilir teknolojilere bırakmasını sağlıyorlar. Gelecekte telefonunuzu bileğinize sarıp, gazete gibi katlayabiliyorsanız, bunu o görünmez gümüş tellere borçlu olacaksınız.
