Secondo i ricercatori australiani, nel giro di 5 anni gli schermi 3D in grafene saranno prodotti e lanciati sul mercato per essere collocati su dispositivi mobili e wearable.
I ricercatori della Swinburn University of Technology in Australia stanno sviluppando una tecnologia olografica sfruttando le proprietà del grafene. Attualmente il grafene è al centro di studi di ogni tipo e sembra una promessa dell’alta tecnologia. Il grafene è un materiale costituito da uno strato monoatomico di atomi di carbonio (avente cioè uno spessore equivalente alle dimensioni di un solo atomo). Ha la resistenza meccanica del diamante e la flessibilità della plastica.
Inizialmente il grafene aveva dei problemi che riguardavano la sua applicabilità a singolo strato; i due premi Nobel sono riusciti a sviluppare il materiale evolvendolo fino alla costruzione del grafene a doppio strato, che garantisce un utilizzo con maggiori garanzie di resistenza e flessibilità.
Le scoperte sul grafene e le sue applicazioni, come la realizzazione di un transistor conseguita nel 2004, hanno portato i due fisici Andrej Gejm e Konstantin Novoselov dell’Università di Manchester al premio Nobel per la fisica nel 2010.
Il grafene, oggi, non solo è ultra sottile, ma anche super resistente e flessibile, oltre ad essere un conduttore elettrico e termico esemplare. Esso potrebbe essere prodotto in futuro su larga scala con costi abbastanza limitati e con queste caratteristiche sarebbe adatto ad essere applicato nei settori più svariati.
Il sistema ideato dalla Swinburn University, pur essendo molto complesso, potrebbe essere spiegato così: di solito, quando la luce attraversa i pixel che compongono un display olografico digitale, viene piegata in base all’indice di rifrazione del materiale. Modificando l’indice di rifrazione, la luce verrebbe deviata in modo da generare un’immagine a tre dimensioni che sembra fluttuare nello spazio sopra il display.
Questa tecnica consente di modificare e controllare con precisione, grazie agli impulsi laser, l’indice di rifrazione di pixel nanometrici costituiti da ossido di grifone, un materiale dalla struttura simile al grafene, ma con atomi più di ossigeno. Il grifone si presterebbe anche alla realizzazione di pellicole e rivestimenti trasparenti e flessibili diventando un materiale adatto agli schermi di smartphone, tablet ed altri dispositivi elettronici.
La possibilità di modificare l’indice di rifrazione quanto serve, unito alle microscopiche dimensioni dei pixel, permettono la riproduzione di immagini 3D con colori vividi e naturali ed un angolo di visione fino a 52°, di gran lunga superiore a quanto si ottiene con gli schermi olografici a cristalli liquidi presenti attualmente sul mercato.
Gli ologrammi sono figure d’onda interferenti ottenute tramite l’uso di un laser e che hanno la specificità di creare un effetto fotografico tridimensionale. A differenza delle normali fotografie, gli ologrammi mostrano una rappresentazione tridimensionale dell’oggetto proiettato. Ogni parte dell’ologramma contiene l’intera informazione, infatti, tagliando in due parti l’ologramma entrambe le parti mostreranno sempre l’oggetto per intero.
La luce laser può essere separata mediante configurazione dual-beam, o essere utilizzata così com’è tramite l’espansione da parte di una o più lenti, ossia mediante configurazione Denysiuk. Nel primo caso uno dei fasci viene espanso dal beam-expander e inviato verso l’oggetto da riprodurre, mentre l’altro fascio di riferimento, anch’esso espanso da un beam-expander, illumina uniformemente la lastra. Attraverso l’interferenza ottica è possibile ottenere un ‘pattern di interferenza’ che contiene tutte le informazioni della luce proveniente dall’oggetto (intensità e fase).
Min Gu e Xiangping Li, i due ricercatori che guidano la ricerca, per il momento hanno realizzato un piccolo display dimostrativo capace di proiettare immagini di un centimetro, ma sostengono che questa tecnologia potrà essere applicata senza limiti di dimensioni. Infatti, secondo i ricercatori, nel giro di 5 anni gli schermi 3D in grafene saranno prodotti e lanciati sul mercato per essere collocati su dispositivi mobili e wearable.