Слышал, скоро телевизоры будут целиком из пластика. Как такое может быть?
А. Токарчук, Смоленск
В кабинете профессора Витухновского висит плакат с портретом Эйнштейна и его цитатой на английском: «Я хочу знать мысли Бога, всё остальное - лишь частности». Великий физик мечтал постигнуть замысел Творца, однако и спустя столетие наука к нему не особо приблизилась. А вот Алексей Витухновский занимается делами более приземлёнными. В возглавляемом им отделе люминесценции Физического института им. Лебедева РАН (ФИАН) работают над созданием электроники нового типа. Её называют молекулярной, органической, иногда - пластиковой и даже гибкой. Гибкой она будет в прямом смысле этого слова: недалёк тот день, когда дисплей компьютера или телевизор можно будет сгибать несколько раз, как лист бумаги, и прятать в карман. Или сворачивать в рулон.
Ток в пластмассе
Хотя в ФИАНе приоритет отдаётся фундаментальной науке, в случае с органической электроникой стоит признать: временной интервал между исследованиями в лабораториях и их практическим применением в виде товаров на прилавках магазинов стремительно сокращается. На Западе в эту область исследований вкладывают огромные деньги. По оценкам экспертов, к 2015 г. рынок органической электроники достигнет объёма в 35 млрд долл.
Но о чём вообще идёт речь? Разберём любой электронный прибор - будь то ноутбук, мобильник или телевизор - до чипов и микросхем. Они сделаны на основе кремния. Вся индустрия построена на использовании именно этого классического полупроводника. Но он же делает производство трудоёмким, что неизменно отражается на цене конечного продукта - устройств, которые мы покупаем. Здравый смысл подсказывает: вместо кремния лучше использовать органические материалы, содержащие в основном углерод и водород. Существует огромное число органических соединений, их производство обходится недорого, и в идеале микросхемы можно печатать на принтере, если залить туда вместо чернил необходимое углеродосодержащее вещество. Работы по органической электронике начались более 30 лет назад, а в 2000 г. увенчались Нобелевской премией в области химии. Её дали американцам А. Хигеру и А. Макдиармиду и японцу Х. Сиракаве за «открытие проводимости в полимерах». Проще говоря, в пластмассе, которую учёные модифицировали.
Слиться с телом
В отделе люминесценции ФИАНа делают тонкоплёночные транзисторы из органики. Они гибкие, лёгкие, а дисплеи на их основе будут более яркими, насыщенными и контрастными. И пластичными - придать им можно любую форму.
«Сейчас по всему миру на смену кинескопам пришли жидкокристаллические дисплеи, это была технологическая революция, - рассказывает Алексей Витухновский. - Ламповые телевизоры с кинескопом теперь кажутся нам раритетом, практически любой экран - это матрица из жидких кристаллов. Но пройдёт время, и уже эти экраны неизбежно заменят органические светоизлучающие светодиоды. Простота, надёжность и малые размеры - достоинства органической электроники. Можно ещё, например, сделать экран прозрачным. Вы едете в машине, нажимаете кнопку, и часть лобового стекла превращается в дисплей. Это может быть какой угодно прибор - телевизор или навигатор, подсказывающий дорогу. За окном вашего дома идёт дождь, погода мерзкая. Вы щёлкаете пультом - и стекло «показывает» яркий солнечный день, лес шумит, птички поют. Любой дисплей можно гнуть как угодно, атласы и дорожные карты станут электронными, динамическими. В освещении тоже произойдёт революция. Вместо «лампочки Ильича» появятся экраны (их можно делать любого размера, хоть с фасад дома), которые будут излучать в узкой части спектра, приятной для человеческого глаза».
Медицина - ещё одна область применения. Раз это органика, значит, она совместима с биологическими тканями. Сейчас имплантируемые в тело пациента датчики и прочие устройства нередко отторгаются организмом. Новая электроника будет более «покладистой». И слияние человека с медицинскими приборами (а затем и с компьютерными системами, о чём любят рассуждать футурологи) пройдёт гладко и безболезненно.
Специалисты уже предрекают появление так называемой рулонной технологии: электронные приборы будут печататься на рулонах из гибкого пластика со скоростью 10 м в минуту. На первых порах это будут материалы попроще - гибкие осветительные элементы, электронные обои, плёнка для солнечных батарей (ею можно обклеивать стены домов и получать электроэнергию). Но затем на рулонах станут печатать любые электронные устройства, вплоть до самых сложных. И тогда новый дисплей для компьютера можно запросто отрезать от рулона… ножницами.
«Уже после 2020 г. эта технология встанет на поток, - считает Алексей Витухновский. - Американцы, финны и корейцы активно работают в этом направлении. А вот в России им, увы, никто не занимается. Вообще, у нас в области органической электроники трудятся разрозненные научные группы в разных городах. Их очень мало - кроме нашей, можно назвать ещё около пяти. Была бы централизованная поддержка, какая-то госпрограмма - было бы гораздо лучше. Тем более что молодёжь просто рвётся в эту область исследований».
В мире зреет очередная технологическая революция. И у России - в кои-то веки - есть шанс стать полноправным её участником, а не вскакивать на подножку уходящего поезда, как это произошло с производством кремниевой электроники, где мы отстали на десятилетия.
