новые химические технологии
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОИСК    

НА ГЛАВНУЮ 

СОДЕРЖАНИЕ:

НАУКА и ТЕХНОЛОГИИ

Базовая химия и нефтехимия

Продукты оргсинтеза ............

Альтернативные топлива, энергетика ...........................

Полимеры ...........................

ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА

Мнения, оценки ...................

Законы и практика ...............

Отраслевая статистика .........

ЭКОЛОГИЯ

Промышленная безопасность

Экоиндустрия .......................

Рециклинг ............................

СОТРУДНИЧЕСТВО

Для авторов .........................

Реклама на сайте ................

Контакты .............................

Справочная .........................

Партнеры ............................

СОБЫТИЯ ОТРАСЛИ

Прошедшие мероприятия .....

Будущие мероприятия ...........

ТЕНДЕРЫ

ОБЗОРЫ РЫНКОВ

Исследование рынка молока и молочной продукции в Дальневосточном ФО
Исследование рынка вторичного ПЭФТ в России, 2017
Исследование рынка полиэфирных волокон в России 2017
Исследование рынка стреп ленты в России, 2017
Исследование рынка моторных масел для легковых автомобилей в России 2017
Исследование рынка антифризов в России, 2017
Рынок молочной продукции в Южном и Северо-Кавказском федеральном округе
Исследование рынка молочной продукции в Сибирском и Уральском федеральном округе
Исследование рынка молочных продуктов в Приволжском федеральном округе
Исследование рынка поваренной соли в России, 2017

>> Все отчеты

ОТЧЕТЫ ПО ТЕМАМ

Базовая химия и нефтехимия
Продукты оргсинтеза
Синтетические смолы и ЛКМ
Нефтепереработка
Минеральные удобрения
Полимеры и синтетические каучуки
Продукция из пластмасс
Биохимия
Автохимия и автокосметика
Смежная продукция
Исследования «Ad Hoc»
Строительство
In English
  Экспорт статей (rss)

Полимеры

ОРГАНИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА


Последние десять лет мир переживает бум развития органической и печатной электроники, которая постепенно начинает отыгрывать первые рубежи у классической неорганической (кремниевой) электроники. 


Никогда ещё такими быстрыми темпами не сокращался временной промежуток между фундаментальными исследованиями и их практическим применением. Уже появились серийные производства новых изделий и прототипы гибких и лёгких, тонких и недорогих органических электронных устройств. Сотни компаний и научно-исследовательских институтов участвуют в гонке за новый рынок, который, по расчётам, достигнет объёмов в 35 миллиардов долларов в 2015 году и через десять лет на порядок увеличится. Что происходит в России в области органической и печатной электроники?

Гибкие приборы

История этого научного направления началась в 1977 году, когда химики Алан Хигер, Алан Мак-Диармид иХидэки Сиракава опубликовали свои исследования, где показали, что модифицированный галогенами полиацетилен может проводить электрический ток почти как металл. Это открытие и другие фундаментальные исследования в области органических полимеров способствовали развитию органической электроники, которая комбинирует разработки в физике твёрдого тела и молекулярной физике, органической и неорганической химии и наук о материалах, электронике и печатном деле. В 2000 году основатели прорывного направления получили Нобелевскую премию по химии «За открытие проводимости в полимерах».

Органическая и печатная электроника – это новая технология, которая позволит выпускать тонкие и гибкие устройства, например с помощью недорогого рулонного производства (roll-to-roll-процесса). Электронные приборы и их компоненты можно печатать на принтере, если в качестве чернил использовать материалы с углеродными соединениями. Так можно производить всю линейку электрических и электронных компонентов микросхем – от транзисторов, памяти и батарей до процессоров, датчиков и дисплеев, когда светоизлучающие полимеры печатаются на пластмассовых, металлических или бумажных плёнках. Это «умная» упаковка, освещение на органических светодиодах – OLED (organic light-emitting diode), дешёвые электронные метки радиочастотной идентификации RFID (radio frequency identification), скручиваемые в рулон дисплеи, гибкие солнечные батареи, одноразовые приборы для диагностики и новые игрушки, гибкие сенсорные экраны, печатные батареи, транзисторы и устройства памяти.

Плюсы и минусы органических гаджетов

Органическая электроника имеет неоспоримые преимущества перед неорганической, которая постепенно подходит к своим физическим пределам. Это низкая стоимость в перспективе, недорогое экологичное производство (печатные технологии) органических элементов, их универсальные качества – маленький вес, гибкость, прозрачность, длительный срок хранения и надёжность, возможность печатать многие компоненты электронных устройств «в одном флаконе». При этом не надо использовать затратные вакуумные процессы, стоимость оборудования в десятки раз ниже, чем в микроэлектронном производстве. Основное преимущество органической электроники в том, что на рулоне струйным принтером, гравюрной печатью или другим способом наносятся все компоненты, причём скорость движения рулона может достигать 10 метров в минуту. А это говорит о высокой производительности и низкой себестоимости. Можно быстро и дёшево реализовать любую схемотехническую идею, сначала выполнив её на компьютере, а потом распечатать на подложке. Стоимость таких производств по сравнению с производствами кремниевой электроники на порядок ниже.

«Почему печатные технологии нам интересны? Это потенциал взрывного роста, особенно в пяти-шестилетней перспективе. … Мы считаем эту область перспективной для венчурных инвестиций, хотя она, по моей оценке, находится на том уровне, который кремниевая электроника достигла 40–50 лет назад», – заявил на IV Международном форуме по нанотехнологиям Rusnanotex Георгий Колпачев, управляющий директор «Роснано». С другой стороны, производство малых партий очень дорого, невероятно затратными оказываются изменения производства и дизайна, эффективность работы и срок жизни некоторых изделий остаются недостаточно высокими, да и исследованиям в области органической электроники необходимы всё большие вложения.

Опрошенные эксперты сходятся во мнении: предстоит немало потрудиться, чтобы справиться с проблемами, которые сегодня мешают запустить «органические гаджеты» в массовое производство.

«Огромный прогресс пластиковой электроники, который мы наблюдаем сегодня, на мой взгляд, в основном остаётся в сфере фундаментальных исследований, а отставание от неорганической электроники пока не уменьшается. Но даже в фундаментальной области учёным предстоит решить исключительно важные проблемы, связанные с поиском новых материалов – бездефектных полимеров. И это несмотря на все усилия, предпринимаемые человечеством, свидетельство которых – несколько последних премий по физике и химии, связанных с исследованиями в этой области», – считает Валерий Кобрянский, ведущий сотрудник ФИАН, доктор химических наук.

Органические светодиоды

Чтобы выделить приоритетные направления развития новой отрасли, которые находятся на разных стадиях развития, – от фундаментальных исследований до серийного производства, и обозначить главные проблемы, участники отрасли составляют так называемые дорожные карты. Свою дорожную карту для органической и печатной электроники в июне 2011 года на конференции во Франкфурте представила OE-A (Ассоциация органической электроники). Это международная рабочая группа, которая объединяет деятельность более 180-ти производящих компаний и научно-исследовательских институтов из 29 стран Европы, Северной Америки, Азии и Австралии в органической и печатной электронике. Согласно этой дорожной карте, OLED-дисплеи и освещение представляют собой прорывное направление.

Органические светодиоды (OLED) фирмы BASF

 

OLED – органические светодиоды, в которых в качестве излучающего слоя используют органический полимер. Последние десять лет органические светодиоды производят в массовом порядке и встраивают в мобильные телефоны, навигаторы, светильники. Уникальные свойства этих светодиодов ещё не научились эффективно использовать: низкую стоимость при использовании методов печати, возможность создавать светящиеся панели большой площади с высоким качеством изображения, а также сверхтонкие, гибкие и прозрачные экраны и источники освещения (в том числе с использованием гибридных материалов). Поэтому захват рынка органическими светодиодами произойдёт не раньше чем через 5–10 лет.

По оценкам экспертов OE-A, к 2014 году компании начнут производить сворачиваемые в рулон цветные дисплеи, OLED-телевизоры, на рынке появится декоративное освещение, к 2019-му – электронные обои и гибкие осветительные элементы, а после 2020 года органические светодиоды проникнут во все технологии освещения, появятся OLED- телевизоры в рулонах.

Однако до того как начнут сбываться предсказания экспертов, предстоит разобраться с серьёзными проблемами OLED. Сегодня им не хватает яркости, у них недостаточное время непрерывной работы (должно быть не менее 15 тысяч часов); налицо быстрое старение под влиянием кислорода и влаги, причём разные цвета деградируют с разной скоростью (проблема «синего цвета»), и высокая стоимость из-за использования в качестве анода дорогого оксида с индием и оловом (ITO). Согласно дорожной карте «Роснано» («Использование нанотехнологий в производстве светодиодов», 2010), перспективными для применения светодиодов считаются следующие направления: мобильные электронные устройства, дисплеи больших размеров, электронно-бытовые и промышленные устройства, сигнальные устройства, транспортные средства, наружная архитектурная и декоративная подсветка и освещение. Особое внимание уделяется применению светодиодов для освещения. В это направление Россия планирует вложить большие средства: к 2015 году они составят около 20 миллионов долларов (для сравнения – в мировом масштабе в освещение на OLED вкладывают миллиард долларов), к 2020 году – в пять раз больше (а в мировом масштабе вложения составят два миллиарда долларов). Правда, это – самый оптимистичный сценарий развития событий при должном уровне поддержки со стороны государства и своевременном решении нормативных вопросов.

Lumiblade Living Shapes – это самая большая в мире инсталляция из органических светодиодов, которая состоит из 72 OLED-панелей, вмещающих 1152 органических светодиода

 

«В нашей стране в основном развиваются такие направления органической электроники, как освещение, дисплеи и солнечные батареи. И я абсолютно убеждён, что это вопрос времени и больших денег, когда они займут свою нишу, а существующие дисплеи будут заменены OLED», – говорит Алексей Витухновский, заведующий Отделом люминесценции им. С. И. Вавилова ФИАН, председатель научного совета по люминесценции РАН, доктор физико-математических наук. Тем не менее, рассказывает учёный, в нашей стране органическими светодиодами и материалами для них занимаются разрозненные группы: в ФИАНе, в Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе, в Институте физической химии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина, Институте проблем химической физики, Институте синтетических полимерных материалов им. Н. С. Ениколопова, Центре фотохимии. Прототипы органических светодиодов создаёт ОАО ЦНИИ «Циклон»– они закупили южно-корейскую пилотную линию.

Хотя нам известны принципы работы органических светодиодов, многое остаётся неясным, и, самое главное, основные показатели работы пока невысоки. Так, одна из главных характеристик их эффективности – внешний квантовый выход – доходит до 20–22 процентов, а важный энергетический показатель – светоотдача – 50 Лм/Вт. Между тем, американские и европейские производители собираются выпускать OLED в 100 Лм/Вт уже в 2015 году. Главные игроки на этом рынке в Европе, компании BASF, OSRAM Opto Semiconductors, Philips и AIXTRON, финансируемые немецким Министерством образования и науки, объединили свои усилия в структуре «TOPAS-2012», чтобы разработать новые материалы и рулонные технологии для производства светодиодов, в основном для нужд освещения. Очень активны в этой области Samsung, NOVALED и американские компании, например Applied materials и General Electric. Все производители демонстрируют неплохие опытные образцы, но до массового производства коммерчески успешных органических светодиодов пока не дошло.

 Телевизор компании Samsung с прозрачным OLED-экраном

 

«Если сейчас вложить большие средства в эту отрасль, то совместными усилиями можно сделать мощный рывок, улучшив показатели светодиодов, – считает Витухновский. – Пять лет мы сотрудничали с ОАО “ЦНИТИ Техномаш” в рамках госконтракта, который перешёл в ОКР, по разработке светоизлучающих устройств для освещения. Теперь мы планируем подписать с ними очередной договор по разработке перспективных “roll-to-roll”-технологий для производства светодиодов».

Как продлить «жизнь» светодиодам?

«Глобальная проблема во всей полимерной электронике – стабильная работа. Чтобы предотвратить деградацию материала, сегодня используют разные возможности. Например, самый надёжный способ – это капсуляция, другой – использование специальных добавок – ингибиторов, замедляющих процесс окисления, или веществ, которые “подсасывают” кислород и воздух, не позволяют влаге накапливаться внутри устройства (как силикагель)», – объясняет Дмитрий Годовский, кандидат физико-математических наук, ведущий инженер и руководитель химического отдела LG Technology Center of Moscow.

материала можно менять, используя квантовые точки разного размера

 

«Чтобы стало понятно, насколько это исключительно трудная задача, я на лекциях для студентов привожу такую аналогию: представьте, что футбольное поле залито слоем воды, и ваша задача закапсулировать его таким образом, чтобы за день в грунт не просочилась ни одна капля, – рассказывает Витухновский. – Но частично она уже решена, и лучшим капсулятором считается оптический сапфир, нанесённый в виде плёнок послойно. Сейчас мы ведём переговоры о покупке современной финской технологии капсулирования с нанесением барьерного слоя, чтобы изготавливать опытные образцы. Другая возможность получить более стойкие светодиоды – использовать гибридные материалы. Ещё одно направление в нашем отделе мы развиваем вместе с партнёрами с факультета наук о материалах МГУ (группа Романа Васильева): мы получили грант от Министерства образования и науки РФ на разработку OLED с использованием неорганических квантовых точек. Наши коллеги с ФНМ разработали технологию получения нанокристаллов методами коллоидной химии. Меняя размер квантовых точек-нанокристаллов (2, 4, 6 нанометров в диаметре), можно получить разные свойства материалов (так называемый квантоворазмерный эффект), у 2-нанометрового кристалла синее излучение, большой энергетический зазор, у 4 – зелёное, у 6 – красное. То есть можно получить разные цвета в одном материале, а не использовать разные люминофоры. Соответственно, чтобы получить белый свет, нанокристаллы надо смешать в нужной пропорции. Мы сделали теоретическую часть работы и потратили немало времени на создание такой технологии, у нас есть квантовые точки, успешно проведены первые проверки, пока всё идёт неплохо».

Баклицкая-Каменева Ольга

STRF.ru 

Версия для печати | Отправить |  Сделать стартовой |  Добавить в избранное
Статьи по теме

Куплю

19.04.2011 Белорусские рубли в Москве  Москва

18.04.2011 Индустриальные масла: И-8А, ИГНЕ-68, ИГНЕ-32, ИС-20, ИГС-68,И-5А, И-40А, И-50А, ИЛС-5, ИЛС-10, ИЛС-220(Мо), ИГП, ИТД  Москва

04.04.2011 Куплю Биг-Бэги, МКР на переработку.  Москва

Продам

19.04.2011 Продаем скипидар  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем бочки новые и б/у.  Нижний Новгород

Материалы раздела

БИОПРОИЗВОДНОЕ ПОЛИЭФИРНОЕ ВОЛОКНО ECO CIRCLE PLANTFIBER
СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ INDUSTRIUM
ПОЛИМЕРЫ ИЗ CO2
DUPONT CORIAN В ОТДЕЛКЕ МЕТРО В НЕАПОЛЕ
ЖЕЛЕЗООКИСНЫЕ ПИГМЕНТЫ для ЛИТИЙ-ИОНЫХ БАТАРЕЙ
ШЛЕМЫ ИЗ СКРАПА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT CORIAN в ИНТЕРЬЕРАХ «АЭРОЭКСПРЕСС»
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ СТОЙКОСТЬ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ?
КАБЕЛЬНЫЕ ЛОТКИ CABLOFIL
ОБЛЕГЧЁННЫЕ ПЛИТЫ SUPERPAN STAR
ПЕРВЫЕ КАРБОНОВЫЕ ДИСКИ
БУДУЩЕЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СВЕТОДИОДОВ
НОВЫЕ ПЛЕНКИ для ОПК
БРОНЯ НА ОСНОВЕ САПФИРА
ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ BASF ДЛЯ АВТОПРОМА
НОВЫЕ ПОЛИМЕРЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
ПОЛИМЕРЫ из ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
ГИБКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ
ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ ФОТОВОЛЬТАИКА
ПОЛИМЕРЫ из ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
КОМПОЗИТЫ, АРМИРОВАННЫЕ УГЛЕВОЛОКНОМ
НОВЫЕ ПРОДУКТЫ ИЗ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
НОВЫЕ РАСТВОРНЫЕ БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫХ КАУЧУКИ (S-SBR) «LANXESS»
НАНОПОКРЫТИЯ для ТЕПЛИЦ
НОВЫЕ АДГЕЗИВЫ 3M для ЭЛЕКТРОНИКИ
ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ
БОЛЬШЕ ГРУЗОВ МОЖНО ПЕРЕВОЗИТЬ В БИГ-БЕГАХ
БИОИЗОПРЕН – БУДУЩЕЕ ШИННОЙ ОТРАСЛИ
«БЕЛКОВЫЕ» МИКРОСХЕМЫ
НОВЫЙ КОАЛЕСЦЕНТНЫЙ ФИЛЬТР GE
АВТОМАТИЗАЦИЯ на «ГАЛОПОЛИМЕРЕ»
НОВАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ BASF
ПОЛИЭФИРНЫЕ ТКАНИ ECO STORM
ОПАСНОСТЬ ДЕТСКОЙ БИЖУТЕРИИ
ПОЛУЧЕНИЕ ТОНКОСЛОЙНОГО ФТОРОПЛАСТОВОГО ПОКРЫТИЯ
УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА В АВТОПРОМЕ
«УМНАЯ» СИСТЕМА RFID КОНТРОЛЯ
«ХОЛЛОФАЙБЕР» как МЕЖВЕНЦОВЫЙ УТЕПЛИТЕЛЬ
НОВЫЙ ПРОТЕКТОРНЫЙ АГРЕГАТ «НИЖНЕКАМСКШИНА»
ЗАЩИТНЫЕ МАТЫ NEOPOLEN НА СПОРТИВНЫХ ТРАССАХ
НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT НА ЕВРО-2012
ПЕРЕРАБОТКА БИОМАССЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЦБК
KELLOGG BROWN: технология получения пропилена из нафты

>>Все статьи

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Copyright © Newchemistry.ru 2006. All Rights Reserved