Forskaren Andreas Dahlin har tagit fram ett böjbart elektroniskt papper.

När chalmersforskaren Andreas Dahlin och hans doktorand Kunli Xiong arbetade med att bygga elektriskt ledande polymerer på nanostrukturer upptäckte de att kombinationen av materialen skulle passa perfekt för att skapa elektroniska skärmar tunna som papper. Ett år senare hade de nått resultat. De hade skapat ett material som är mindre än en mikrometer tunt, böjbart och återger alla färger som en LED-skärm klarar av. Nyfikna som vi är ställde vi några frågor till Andreas för att få veta mer.

När ni började det här arbetet var det då tänkt att leda fram till ett sådant här elektroniskt papper?

Nej, det var det inte. Det var faktiskt jag som var lite intresserad av polymererna för helt andra tillämpningar. Jag sa åt min doktorand att åka till Linköping, där de är väldigt duktiga på hur såna här polymerer fungerar. Han skulle dit för att lära sig mer för att få våra polymerer att växa på våra nanostrukturer. Och det gjorde han och det funkade bra. Men då upptäckte han att nanostrukturernas färgändringar var väldigt starka. Och att färgerna gick att slå av och på. Då fick vi idén att man kunde använda det som en display skärm. Så det är mycket hans idé det här. Han har drivit projektet under ett år ungefär.

De här materialen, guld, silver och PET-plast, ligger de som lager eller är de blandade med varandra?

De ligger som lager på varandra. Det är ett tvådimensionellt material. Det är väldigt stort i yta men väldigt tunt. Guldytan är 20 nanometer tjock.

Foto: Mats Tiborn

Det sägs likna en Kindle platta fast den här har färg.

Precis. Det är den tillämpningen vi siktar emot. Att kunna ha det här som en sorts skärm som reflekterar ljuset istället för att skicka ut ljus. Och det är precis det som Kindle plattorna gör. De bygger på att man använder ljuset som finns i omgivningen. Vi har färgmöjlighet och lägre strömförbrukning.

Och en Kindle platta behöver man bara ladda en gång per månad?

Precis. Så vi borde kunna ha mycket längre tid mellan laddningarna. Det är det som är den stora vinsten. Tanken är att man skulle kunna använda det här för att visa information på ställen, elektroniskt, där man idag har displayer som skickar ut ljus. Då skulle det här vara mycket mer energieffektivt.

Som reklamskyltar och trafikskyltar som ändrar information?

Det vore idealiskt. Att man kan visa reklam på t.ex. en spårvagnsplats och sen har möjlighet att byta ut bilden. Växlar var tionde sekund eller nåt sånt.

Skulle det gå att blanda dessa tekniker? Ljusreflekterande och bakgrundsbelyst. Det skulle kunna vara praktiskt till exempel i bilen.

Det låter svårt. Problemet med reflektiva displayer är att man ser inget då det blir mörkt. Så jag tror att en bättre lösning vore att man har en liten lampa som man kan belysa skärmen med.

De här displayerna är dyra att tillverka men inte dyra i sig…

Ja, ett problem är att det kostar lite grand när man ska tillverka dem. I och med att det går åt guld och silver. Det är en liten begränsning. Men vi vet inte hur allvarlig den är. Det är inte så mycket guld i själva materialet då det är så tunt. Men det går fortfarande åt guld vid tillverkningen. Vi undersöker nu hur vi ska kunna förbättra tillverkningsprocessen. Man skulle möjligen kunna använda mindre guld vid tillverkningen eller kanske byta material.

Du säger att guld går åt vid tillverkningen, då blir jag nyfiken på vilket sätt?

I det här fallet är det mest att guldet förångas. Det är en liten kammare där man pumpar vakuum och sen så är det en liten källa guld där som sprutar guld i hela kammaren. Då är det bara en liten del av det som faktiskt hamnar på ytorna till displayen. Mycket försvinner på väggarna i kammaren. Det borde gå att förbättra om man har en kammare som är mer dedikerad för detta ändamål.

Det finns inget material med liknande egenskaper?

Guld och silver funkar väldigt bra. Det blir väldigt skarpa och klara färger, vilket är trevligt. Man kan göra det med andra material men det kanske blir svårt att få lika bra färger. Men vi undersöker det.

När jag hörde talas om ert böjbara elektroniska papper, kom jag och tänka på några som försökte sig på att göra en tidning som skulle gå att ladda in nya nyheter i…

Det finns de som försöker göra något liknande med Kindle principen. I svart vitt. Det skulle inte gå att vika, men åtminstone rulla ihop. Det finns lite prototyper som verkar funka hyfsat. Vilket bara är bra för oss. För om det funkar så borde det även fungera med vårt material.

Nästa steg blir att knyta ingenjörer till projektet?

Vi har nu gjort större delen av grundforskningen så det är inte läge att vi akademiker driver det vidare. Det ger större möjligheter att samarbeta med industrin.

Chalmers logotyp visar hur RGB-pixlarna kan visa bilder i färg. Uppförstoringen visar vilka pixlar som är aktiva för att visa bilden. Foto: Kunli Xiong

Tar ni patent på det här nu?

Vi har inget i nuläget utan ville få de här resultaten publicerade så fort som möjligt. Det är möjligt att vi kommer att skaffa nåt patent i framtiden.

Det känns lite tråkigt om man lägger ner så mycket tid på något och sen glider det en ur händerna.

Jag är glad om det blir en produkt någonstans. Att det var min forskning som bidrog till det. Det räcker långt för mig. Men som sagt vi undersöker möjligheterna att patentera det.

För i så fall kan du vara med och styra var det ska tillverkas?

Precis. Det blir lite mer styrbart för oss så.

Kommer ni fortsätta utveckla produkten?

Vi kommer jobba lite till med projektet. Min student som håller på med det här ska jobba kvar i ett år till. Då ska han testa lite andra material, lite andra polymerer. Se om han kan få bättre egenskaper och kortare svarstider. Att man kan byta bilder snabbare. Just nu kan vi inte visa filmer med den här tekniken. Vilket man inte kan med Kindle heller. Vi kan nog underhålla oss ett år till.

Men har du andra projekt under tiden?

Ja med andra studenter som håller på med helt andra saker. Vi håller på med samma nanostrukturer men för helt andra tillämpningar.

För du jobbar egentligen inom kemi och kemiteknik?

Ja och det här är mer inriktat mot fysik. Så det avviker ganska starkt från mina områden. Men det finns en beröringspunkt och det är nanostrukturerna som har de här färgerna. Färgerna är välkända. Man kan se dem i kyrkfönster. De färgade glasfönstren. De färgerna kommer också från nanostrukturer i metaller. Så egentligen är det en uråldrig teknik det här.

Uråldrig teknik, men vi har inte tidigare kunnat utnyttja den som vi gör idag?

Nej, när folk tillverkade strukturerna för hundra år sedan visste inte vad de gjorde eller varför de fick de här färgerna.

Tack Andreas Dahlin för att vi fick ta din tid i anspråk och lycka till med fortsatt forskning.

Ordförklaring:

Polymer - kemiska föreningar som består av mycket långa kedjor byggda av upprepade mindre enheter, monomerer. Polymerer i form av konstruktionsmaterial kallas i dagligt tal för plaster.