Nanotechnologia

.

Urządzenia elektroniczne stała się nieodzowną częścią życia każdego z nas. Ciężko jest wyobrazić sobie świat bez dostępu do wszystkich elektronicznych udogodnień, takich jak np. smartfony czy komputery. Jednakże wraz z potrzebą lepszego poznania otaczającego nas świata i rozwiązywania coraz to bardziej złożonych problemów wzrastają wymagania stawiane elektronice. Tutaj z pomocą przychodzi nanotechnologia, dzięki której możemy polepszyć nie tylko wydajność urządzeń, ale również ich cechy użytkowe, takie jak mniejsze zużywanie energii czy mniejszą masę i wymiary.

Zastosowanie nanotechnologii w praktyce

Przykładem zastosowania nanotechnologii w elektronice jest technologia oparta na wykorzystaniu kropek kwantowych w procesie tworzenia materiałów emitujących, absorbujących lub konwertujących światło. Kropki kwantowe to nanokryształy półprzewodnika o rozmiarach około 10 nm. Zbudowane są z nieorganicznego rdzenia i płaszcza, od których zależą własności optyczne materiału oraz z organicznej powłoki definiującej środowisko, w jakim mogą zostać umieszczone kropki. Wykorzystanie kropek kwantowych w urządzeniach elektrycznych polepsza ich własności takie jak trwałość, elastyczność czy przeźroczystość. Wyświetlacze wykorzystujące tą technologię można obecnie znaleźć w telewizorach, diodach LED czy urządzeniach fotowoltaicznych.

Innym przykładem na zastosowanie nanotechnologii w elektronice są bateriach litowo-jonowych (Li-Ion). Baterie Li-Ion wykorzystują reakcję wprowadzenie jonu Li⁺ do elektrycznie przewodzących materiałów w celu magazynowania energii. W porównaniu z innymi bateriami, baterie Li-Ion są w stanie zmagazynować większą ilość energii elektrycznej, są bardziej efektywne i mają większą żywotność. Baterie litowo-jonowe mają wiele zastosowań, od elektroniki użytkowej, zabawek, elektronarzędzi i pojazdów elektrycznych, aż po telekomunikację. Choć są one stosowane na masową skalę, kontrowersje wzbudza ich bezpieczeństwo. Odnotowano kilka przypadków pożarów urządzeń wykorzystujące takie baterie. Innymi ważnymi aspektami przy wykorzystywaniu opisywanych baterii jest odpowiednie napięcie oraz zwracanie uwagi na uszkodzenia i przeciążenia. Obecnie naukowcy aktywnie pracują nad poprawą bezpieczeństwa, żywotności, czasu ładowania, kosztów, elastyczności i innych cech.

Wartość rynku nanoelektroniki

Wielkość światowego rynku nanoelektroniki została wyceniona na 1,1 miliarda dolarów w 2022r. i szacuje się, że do 2031r. osiągnie wartość ok. 3 mld dolarów odnotowując CAGR na poziomie 11,75%. Szacowania te bazują na rosnącym zapotrzebowaniu zarówno na kompaktowe urządzenia elektroniczne, jak również na sprzęty medyczne wykorzystujące nanoelektryczne technologie. Głównym ograniczeniem globalnego rynku elektroniki są koszty opracowywania materiałów i urządzeń. Przyczyną tego jest konieczność posiadania specjalistycznej aparatury oraz laboratoriów, a tworzenie urządzeń nowej generacji wymaga dużych inwestycji w badania. Jednakże z odpowiednim kapitałem i dofinansowaniem można się spodziewać, że aspekt nanotechnologiczny w branży elektroniki będzie rozwijany.