Пресс-центр
Последние события и самая актуальная информация о деятельности Фонда инфраструктурных и образовательных программ.
16 мая 2023

Умное стекло на гибкой подложке

Российские компании разрабатывают технологии гибкой электроники для самых разных нужд — от солнцезащитных очков до строительства — и вполне могут стать мировыми лидерами в этой сфере.
Алексей Гостомельский, генеральный директор Российского центра гибкой электроники (РЦГЭ)
Алексей Гостомельский, генеральный директор Российского центра гибкой электроники (РЦГЭ)

Солнцезащитные очки, горнолыжные и сноубордические маски и мотоциклетные шлемы в скором времени будут делаться с возможностью переключения степени затемнения. Новинку разработали инженеры Российского центра гибкой электроники (РЦГЭ, основан Группой «ТехноСпарк»), пытаясь улучшить свойства электрохромного стекла (ECD), которое много лет используется при строительстве офисов и медицинских учреждений. В зависимости от напряжения пропущенного тока такое умное стекло может менять свою прозрачность, звуко- и теплоизоляционные свойства.

Российские инженеры из РЦГЭ создали технологию, которая регулирует прозрачность пленки за сотые доли секунды. Теперь такое стекло планируется встраивать в фары, окна и люки отечественных автомобилей, а в дальнейшем и в обычные очки с диоптриями, превращая их по щелчку переключателя в солнцезащитные. Разработкой этой технологии занимается петербургский стартап «СмартХелио» в партнерстве с петербургским Университетом ИТМО (Институт точной механики и оптики).

Новый гибкий рынок

Гибкая электроника — динамично растущая отрасль. Совокупный объем выпуска печатной, гибкой и органической электроники, по прогнозам международной компании idTechEx, к 2030 году достигнет $74 млрд в год. Российский рынок гибкой электроники пока находится в стадии становления. По оценкам гендиректора РЦГЭ Алексея Гостомельского, сегодня в стране работает не более десятка компаний, профессионально занимающихся изготовлением электронных компонентов или устройств с помощью таких технологий.

Современные методы печатной электроники открывают широкие возможности для инновационных разработок и создания новых рыночных ниш: гибких сенсоров, экранов и печатных плат, токопроводящих красок, умной упаковки. Например, светодиодный экран, вмонтированный внутрь стеклопакета, можно использовать в качестве дисплея, при этом светопропускание снижается всего на 15-20%. Производство гибких дисплеев, OLED-подсветки, солнечных батарей и различных датчиков интернета вещей, RFID-меток в последние годы вышло на новый уровень благодаря расширению спектра материалов, которые можно применять в качестве подложек для печати. Например, электронные компоненты умной упаковки можно печатать прямо на бумажной основе, так же как и RFID-метки, которые используются для учета товара на складе или заменяют штрихкод при оплате продукта. С помощью технологий гибкой электроники могут создаваться антибактериальные светодиодные полотна для медицинских учреждений, лабораторных помещений, продуктовых магазинов и складов.

Тонкопленочные (гибкие) резисторы востребованы в производстве принтеров, материнских плат компьютеров, серверов, сканеров, промышленного электрооборудования (конверторов и измерительных приборов), бытовой техники (аудиоусилителей, тюнеров, жидкокристаллических дисплеев) и автомобильной электроники. Заинтересованы в такой технике и военные: так, в США по инициативе министерства обороны в 2015 году была запущена разработка сенсорных экранов-датчиков, которые оборачиваются вокруг руки или крыла летательного аппарата. В медицине гибкая электроника задействована как материал с датчиками, плотно прилегающий к коже: для контроля течения беременности, заживления ран. Компания Google представила умную контактную линзу с сенсором глюкозы, которая следит за уровнем сахара в крови.

«Конечно, гибкая электроника не вытеснит полностью традиционную кремниевую, но займет свои пять процентов этого рынка», — считает Олег Лысак, генеральный директор группы компаний «ТехноСпарк».

Тридцать лет открытий и разработок

История гибкой электроники началась в 1990-е. Тогда исследования стартовали одновременно в американском Массачусетском технологическом институте (MIT) и финской государственной исследовательской компании VTT, образованной еще в 1942 году. Одним из первых стартапов в области гибкой электроники, получивших венчурные инвестиции, стал американский E-Ink (от electronic ink — «электронные чернила»). К 2001 году в мире было уже несколько компаний, занимающихся гибкой электроникой: E-Ink, Plastic Logic (Германия) и Kovio (США). Plastic Logic в 2001 году приступила к созданию гибких дисплеев.

Разработки сопровождались множеством научных прорывов. В 2000 году группа ученых из Пенсильванского и Калифорнийского университетов (США) и Университета Цукубы в Японии даже получила Нобелевскую премию по химии за превращение пластмассы в электрический проводник. Это и другие открытия дали старт развитию электроники, основанной на органических материалах.

В 2016 году американский гигант Amazon, а точнее его подразделение Amazon Go, начал использовать одноразовую электронику — RFID-метки на товарах.

В 2020 году, когда мировой рынок гибкой, печатной и органической электроники достиг $41,2 млрд, появился Российский центр гибкой электроники — сначала в виде производственного здания с чистыми помещениями в Троицке, а к 2021 году — в виде линий по выпуску тонкопленочного транзистора (TFT, thin film transistor) на основе технологии, созданной в Кембридже (Великобритания) и imec (Бельгия). Главная особенность TFT в том, что он использует альтернативный кремнию полупроводниковый органический материал, или IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide). Инвестиции в РЦГЭ превысили 4 млрд рублей: на них построили здание и закупили оборудование.

Уже в 2022 году на базе TFT в Троицке было запущено производство харвестеров — приборов, превращающих свет, как солнечный, так и искусственный, в электричество; такие приборы могут использоваться для питания IoT-датчиков на производстве или электронных ценников в гипермаркетах. Гознак планирует задействовать харвестеры РЦГЭ для питания печатных датчиков. Заместитель начальника отдела полиграфических защитных технологий института Роман Коняшкин рассказал на ExpoElectronica, что в НИИ — филиале АО «Гознак» сейчас формируется лаборатория печатной электроники и уже разработаны прототипы гибких датчиков влажности, температуры и давления.

TFT-матрицы для дисплеев также применяются для выпуска электронной бумаги, жидкокристаллических экранов и OLED-дисплеев, биометрических сенсоров, детекторов рентгеновского излучения, радиочастотных (RFid) меток и датчиков, гибких интегральных микросхем.

Изначально центр специализировался на разработке транзисторных матриц, которые используются для управления дисплеями. Современные дисплеи чаще всего сделаны на основе жидких кристаллов — но как с помощью транзисторных матриц управлять жидкокристаллической оптикой, то есть созданием различных растров на жидких линзах и управляемых жидкокристаллических линзах? Напомним, что растр — это множество мелких точек, из которых составляется изображение (для компьютера растр — пиксели, из которых состоит фотография).

Столкнувшись с такой задачей, инженеры РЦГЭ начали экспериментировать с затемнением поверхности стекол и гибких пленок. На рынке уже с 1980-х годов существовало электрохромное стекло (его еще называют «смарт-стекло» или «умное стекло»), которое под воздействием электрического напряжения меняет свою прозрачность или становится прозрачным изнутри и непрозрачным снаружи. Ионный ток заставлял стеклянную поверхность изменять свою светопропускающую способность. Но вот скорость такого изменения оставляла желать лучшего: она доходила до 20 минут. Российские инженеры решили усовершенствовать технологию и предложили соединить гибкую подложку РЦГЭ с жидкокристаллической смесью, которую делала белорусская компания MTLCD. «Преимущество нашей идеи в том, что мы предлагаем решение на гибкой пленке. В отличие от вариантов на стеклах, которые основаны на эффекте светопропускания, скорость переключения здесь составляет порядка 10 миллисекунд, то есть для человеческого глаза это происходит практически незаметно», — говорит Алексей Гостомельский.

Электрохромные стекла, которые традиционно применяются для затемнения окон и стеклянных конструкций в архитектуре и медицине, используют электрический ток. А в случае гибкой пленки РЦГЭ режимы управляются не током, а электрическим полем. Такое поле переключает положение жидкого кристалла в пространстве с помощью эффекта «гость — хозяин». Открытие этого эффекта в 1960-х годах группой Джорджа Хейлмейера из Принстонского университета (в 1975–1977 годах Хейлмейер возглавлял Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США, DARPA) привело к появлению в 1968 году плоских жидкокристаллических экранов. В 1987 году за использование эффекта «гость — хозяин» троим ученым-химикам была присуждена Нобелевская премия.


Источник: Эксперт
Опубликовано: 15 мая 2023
Автор: Полина Юдина
Справка

Группа «ТехноСпарк» входит в инвестиционную сеть Фонда инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП). «ТехноСпарк» — это компания, которая создает с нуля и выращивает технологические стартапы в различных индустриях.

«ТехноСпарк» в 2016-2020 годах признавался самым эффективным технопарком России, входит в Национальный рейтинг российских быстрорастущих компаний «ТехУспех». С 2012 года компания работает в модели стартап-студии и создает десятки стартапов, строящих свой бизнес в deep tech технологиях в партнерстве с ведущими R&D-центрами и технологическими корпорациями. Группа компаний формирует открытое контрактное производство полного цикла для разработки и выпуска высокотехнологичных продуктов.

Также «ТехноСпарк» занимается развитием предпринимательских компетенций и проводит стажировку #стартапдиплом в реальных компаниях стартап-студии.

Подробнее о компании — technospark.ru

Смотрите также
女子高生 オナニー javidol.org gカップ巨乳rq桜空もも トロけるような甘い誘惑 新美かりん freejav.mobi 261ara-329 indian teens xnxx indiananalfuck.com x.video indian.com エロイプ ニコ生 tomodachinpo.mobi 羽咲みはる 無修正 malayalam porn stories pelisporno.org indinxvideos tamil sex movies download pornoqui.com worldfree 4u.com jasmine sandlas nude pornofantasy.info heroin sex film نيك نسون arab-porn.net افلام سكس اسود sex in village in india indianpornfree.com odea sex スカイエンジェル ブルー freejavonline.mobi hey動画 kochikame porn fucktube24.com x videos bus mom and son xnxx mehrporn.com movierulz.pe マスタベ 女子 高生 erovideo.me アナル 中出し 無修正 موانا بوتسى x-arab.com سكس ف المكتب rashmi nude pornobase.net www xxx hindi