Российские учёные создали керамику, которая изменит дисплеи навсегда

Представьте себе мир, где экраны смартфонов сияют ярче солнца, а картинка настолько чёткая, что кажется, будто смотришь в окно. Фантастика? Возможно, но российские изобретатели уже близки к этой реальности. Учёные Уральского федерального университета совместно с коллегами из Индии и Уральского отделения РАН создали уникальную нанокерамику, которая может перевернуть мир дисплеев. Вы когда-нибудь задумывались, как создаются экраны наших любимых смартфонов? Это целая наука, в которой инженеры постоянно ищут новые революционные решения. И вот, российским учёным удалось разработать нечто поистине грандиозное — новую керамику, которая способна навсегда изменить мир дисплеев. Все началось с команды исследователей из Уральского федерального университета (УрФУ), Института химии твёрдого тела УрО РАН и коллег из Индии. Ребята потрудились на славу и создали керамику, которая светиться тремя основными цветами: красным, зелёным и синим. Казалось бы, что в этом такого? Ведь именно комбинация этих трёх цветов и используется в современных дисплеях для получения всей гаммы оттенков. Но дьявол кроется в деталях.Светящиеся кристаллы Уникальность разработки российских учёных заключается в том, что они использовали особый материал — алюмо-магниевую шпинель, который имеет кубическую кристаллическую решетку: свет, который проходит сквозь него, не преломляется и не рассеивается. А главное, если добавить частиц углерода, керамика начинает люминесцировать — то есть излучать свет.Учёные выбрали алюмо-магниевую шпинель из-за её уникальным свойств, которые идеально подходят для производства дисплеев. Во-первых, она светится тремя основными цветами — красным, зелёным и синим. Во-вторых, материал этот невероятно прочный, так как создана под высоким давлением. И в-третьих, она прозрачная.Ключевой элемент этой инновационной технологии — углеродные наноточки. Эти микроскопические кластеры углеродных атомов обладают уникальной способностью светиться разными цветами (в зависимости от своего размера и структуры). Учёные смогли «запечатать» эти наноточки внутри керамической матрицы и создали материал, который не только светится, но и обладает высокой прочностью и прозрачностью.Особая структура наноточек и активная поверхность позволяют им светиться с удивительной эффективностью (до 70%), что делает их идеальным материалом для создания ярких и красочных дисплеев. А это означает, что дисплеи на основе такой керамики смогут иметь гораздо большую плотность пикселей и сохранять при этом высокую яркость.Прощай, пиксель! В традиционных дисплеях каждый пиксель — просто точка, которая меняет свой цвет. Чем больше пикселей, тем ниже их яркость. В новой технологии каждый пиксель — микроскопический светодиод, созданный из нанокерамики. Такой подход позволяет добиться невероятной чёткости изображения и яркости, недоступной для современных дисплеев.Чтобы по-настоящему проникнуться важностью этого открытия, стоит вспомнить историю создания светодиодов — краеугольного камня современных дисплеев.Первые шаги в этом направлении были сделаны ещё в 1927 году советским физиком Олегом Лосевым, который обнаружил явление электролюминесценции в карбиде кремния. Но из-за начала Второй мировой войны учёный не смог продолжить свои исследования. Во время многодневной блокады Ленинграда сотни тысяч горожан, в том числе и Олег, скончались от голода. Он умер 22 января 1942 года.Только в 1960-х годах, после того как американец Ник Холоньяк «заново открыл» патент Лосева, интерес к светодиодному освещению возродился. В 1962 году Холоньяк создал первую рабочую светодиодную лампу и положил начало новой эре в истории освещения. Были созданы первые красные, зелёные и синие светодиоды, комбинация которых и легла в основу современных экранов.На сегодняшний день светодиоды используются повсеместно — от экранов смартфонов до энергоэффективных осветительных приборов. От горшков до нанотехнологий Итак, керамика — это не только бабушкины горшки и тарелки. Её свойства — прочность, жаростойкость, устойчивость к химическим воздействиям — позволяют использовать керамику во многих сферах, от строительства до медицины. А теперь, благодаря российским учёным, керамика готова покорить и мир высоких технологий.Наши физики уже запатентовали свою разработку и активно ведут переговоры с производителями электроники. Так что скоро мы сможем увидеть революционные дисплеи в наших любимых гаджетах. Технологический прогресс не стоит на месте, и этот проект — яркое тому подтверждение. И если перспектива супер-ярких и чётких дисплеев на основе нанокерамики вас не впечатлила, то вот вам ещё один пример того, как этот удивительный материал меняет мир технологий. Совместно с Китаем Российские и китайские учёные объединили усилия, чтобы разработать новую бессвинцовую электрострикционную керамику, которая не только безопасна для окружающей среды, но и в три раза эффективнее существующих аналогов.Эта инновационная керамика, которая состоит из бария, кальция, титана и олова, способна изменять свои размеры под воздействием электрического поля. Такое свойство делает её идеальным материалом для создания адаптивной оптики, применяемой в наземных телескопах. Адаптивная оптика позволяет корректировать искажения изображения, которые вызывают колебаниям плотности воздуха в атмосфере, что существенно повышает качество наблюдений за небесными телами.Совместный проект учёных Уральского федерального университета и Сианьского транспортного университета открывает новые возможности для астрономии. С помощью такой керамики можно изготовить более точные и экологичные телескопы.Конечно, путь от лабораторных исследований до массового производства долгий и сложный. Но первые шаги уже сделаны, и перспективы выглядят многообещающими: открытия эти вполне могут стать основой для создания новых высокотехнологичных продуктов. Так что следите за новостями, возможно, уже скоро вы будете держать в руках смартфон с экраном, который создан из российской нанокерамики (или глядеть в новенький телескоп). И тогда вы сможете сказать: «Мир менялся на моих глазах!»