Beberapa bagian paling menyenangkan dari film Harry Potter melibatkan halaman depan Daily Prophet, surat kabar sihir yang menampilkan foto-foto yang bergerak seperti gif.
“Di Harry Potter, itu ajaib, ” kata Jonathan Coleman, seorang ilmuwan materi di Trinity College Dublin. "Tapi bagi kita, itu teknologi."
Coleman dan timnya telah menciptakan transistor tercetak pertama yang seluruhnya terbuat dari bahan nano 2D. Dengan kata lain, mereka telah membuat elektronik yang benar-benar datar yang berpotensi dapat dicetak dengan sangat murah. Barang elektronik tercetak ini dapat memiliki sejumlah kegunaan. Mereka dapat, misalnya, digunakan untuk mengganti label harga tradisional di supermarket. Alih-alih memiliki karyawan dengan label gun berkeliling mengubah harga, label elektronik dapat memperbarui diri secara otomatis. Mereka bisa membuat paspor yang memperbarui diri, atau botol anggur yang memberi tahu Anda ketika disimpan dalam suhu yang terlalu hangat. Seperti dalam skenario Harry Potter, mereka dapat digunakan untuk membuat koran yang bergerak, poster, dan jaket buku.
Coleman melihat teknologi ini bergabung dengan Internet of Things untuk membuat barang-barang yang paling biasa pun terhubung. Karton susu Anda sekarang dapat memiliki koneksi internet melalui labelnya, berbicara langsung ke ponsel cerdas Anda untuk memberi tahu Anda ketika sudah mulai habis atau rusak. Jendela kamar Anda dapat menawarkan pembaruan cuaca berkelanjutan.
"Jika Anda dapat mencetak barang elektronik dengan sangat murah, Anda dapat membayangkan hal-hal yang hampir tidak terbayangkan, " kata Coleman.
Barang elektronik tercetak telah ada dalam beberapa bentuk selama sekitar 30 tahun. Keuntungan yang dimiliki oleh transistor baru ini dibandingkan dengan barang elektronik cetakan yang lebih lama adalah dari bahan bangunannya. Sementara sebagian besar barang elektronik tercetak terbuat dari polimer, penemuan baru ini dibuat dari graphene. Graphene, bahan nano yang paling banyak dibahas, adalah kisi sarang lebah karbon dua dimensi yang tebalnya hanya satu atom. Ini kuat, ringan dan konduktor yang sangat baik, plus — dan mungkin yang paling penting — murah.
"Ini terbuat dari grafit dan grafit hanyalah sesuatu yang digali dari tanah, " kata Coleman.
Selain lebih murah, elektronik cetak 2D yang baru memiliki kualitas yang jauh lebih baik daripada versi saat ini, kata Coleman. Jenis yang ada memiliki sejumlah keterbatasan kinerja yang berkaitan dengan stabilitas dan konversi energi.
Transistor dicetak menggunakan nanosheets graphene sebagai elektroda, dengan tungsten diselenide dan boron nitrida (dua bahan nano lainnya) sebagai bagian lain dari transistor. Nanomaterial diproduksi dalam cairan, metode yang dikembangkan oleh Coleman. Lembar nano yang dihasilkan datar dan lebar (relatif), dan dapat melakukan, isolasi atau semikonduktor tergantung pada bahan.
Penelitian ini dipublikasikan bulan ini di jurnal Science .
Coleman memperkirakan mungkin satu dekade atau lebih sebelum produk yang menggabungkan teknologi ini cukup baik untuk dipasarkan. Ini adalah jangka waktu yang relatif singkat, katanya, karena ada begitu banyak minat global pada bahan nano seperti graphene, dan karena itu begitu banyak ilmuwan bekerja untuk mengoptimalkan produk seperti ini. Penelitiannya sendiri adalah bagian dari Graphene Flagship, sebuah inisiatif yang didanai oleh EU miliar euro untuk memajukan inovasi graphene dengan potensi penggunaan bagi masyarakat.
"Itu dalam jarak menyentuh, " katanya. "Kami tahu apa yang perlu dilakukan, itu hanya soal melakukannya, dan uang sudah ada."
Elektronik tercetak 2D hanya satu potensi penggunaan nanomaterial seperti graphene. Kegunaan lain yang sedang diselidiki termasuk baterai yang sangat cepat diisi, spons untuk membersihkan tumpahan minyak dan panel surya yang bekerja bahkan di tengah hujan.
"Nanomaterial memiliki seluruh properti yang luar biasa, yang saya yakin akan mengubah dunia dengan memungkinkan kita membuat berbagai hal dan aplikasi menjadi lebih baik, lebih cepat dan lebih murah, " kata Coleman. "Kami memiliki revolusi teknologi di jalur yang kami mulai melihat buah pertama dari, dan saya pikir kami akan melihat hal-hal menakjubkan selama dekade berikutnya."
