Saydam Elektronik 3 >> Katlanabilir telefonlar için esnek piller
E
snek ekranlar 2004’te kamuoyunun dikkatini çekti (o yıl Doğan Burda’nın çıkardığı Focus dergisine ben de konuyla ilgili ilk makalelerden birini yazmıştım). Esnek elektronik konsepti zamanla katlanabilir klavyelere, devre kartlarına ve nihayet şarj cihazlarına uygulandı.
Ancak giyilebilir bilgisayarlar, şeffaf telefon ve tabletler üretmek için sadece esnek ekranlar veya katlanabilen elektronik devreler üretmek yetmiyor. Sonuçta telefonlar, tabletler ve bilgisayarlar elektrikle çalışıyor ve tüketiciye esnek ve şeffaf telefonlar sunmak için önce esnek pil geliştirmek gerekiyor.
Güney Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KAIST) araştırmacıları, ince ve saydam özel bir filmden üretilen Li-iyon pilini esnek organik LED ekrana bağlayarak dünyanın tümüyle katlanabilen ilk elektronik cihazını ürettiler.
Esnek pillerin katlanan telefonların yanında başka yararları da var: Esnek iletkenlerden üretilen yapay kaslara sahip çevik ve becerikli robotlar, Jetgillerin robot hizmetçileri ve hastabakıcıları gibi hayatımızı her yönüyle kolaylaştırabilir.
Yeni sektörün adı: Esnek elektronik
Şimdiye kadar esnek elektronik sektörünün önündeki en büyük engel, katlandığı zaman iletkenliğini (elektrik depolama kabiliyetini) kaybetmeyen piller geliştirmekti, ancak bilim adamları bu yıl esnek pil konusunda art arda adımlar atıyor. Son atılım Güney Kore’den…
Güney Kore Bilim ve Teknoloji İleri Araştırmalar Enstitüsü’nden Profesör Keon Jae Lee; katlandığı, büküldüğü veya yırtıldığı zaman şarj kaybına uğramayan esnek bir pil geliştirdi. Lee’nin esnek pili, önümüzdeki yıllarda, kağıt gibi katlanabilen ince e-kitap okuyucular ve tabletlerin önünü açacak.
Lee’nin geliştirdiği lityum–iyon piller ince bir film şeridi üzerine elektronik devre gibi basılıyor. Telefon ve tabletlere enerji sağlayan pillerin ince film şeritlerinin üzerine basılabilmesi esnek elektronik için devrim niteliğinde bir gelişme.
Esnek telefonların dayanılmaz hafifliği
Olay basit. 2011 yılında HTC Desire HD telefonumu aldığımda, sıcaklarda kotumun cebinde taşıyamayacak kadar büyük ve ağırdı. Bu yüzden telefonu elimde taşımaya başladım ve o yaz geçirdiğim trafik kazasında yere düşürüp kırdım.
Oysa telefonumu mendil gibi katlayıp cebimde taşıyabilseydim kırılmayacaktı ve düşük fiyatla başkasına satarak elden çıkarmak zorunda kalmayacaktım.
Katlanabilen telefonlar için önce esnek devreler ve piller üretmek gerekiyor dedik… Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi (NCSU), molekül inceliğinde gümüşten yapılma esnek “nano teller” geliştirdi. Hatta bilim adamları yeni sektörün adını şimdiden koydu: Esnek elektronik.
Konuya ilişkin önceki yazımda, esnek elektroniğin önündeki en büyük engelin, saç teli gibi büküldüğünde kopmayan ve iletkenliğini kaybetmeyen metal alaşımlar geliştirmek olduğunu söylemiştim. Bu yazıda kaldığım yerden devam ediyorum:
NCSU’dan Yong Zhu ve Feng Xu’nun geliştirdiği esnek gümüş teller normal boyunun yüzde 50’si kadar uzayabiliyor. Gümüş nano telleri özel bir polimerle kaplayan iki bilim adamı, gümüş atomlarının teller bükülse bile teması korumasını sağlayarak esnek iletkenler üretmeyi başardı.
Hava yastıklı telefonlar
Esnek mobil cihazların bir özelliği de yere düştüğünde futbol topu gibi sekmesi ve darbelere dayanıklı olması… Nitekim Apple, geçen yıl iPhone’lar için özel bir hava yastığı patenti aldı. Ancak, bu tek kullanımlık bir çözüm olacak: Telefonu yanlışlıkla bir yere çarptığınızda hava yastığı açılabilir ve bu parçayı gereksiz yere yenisiyle değiştirmek zorunda kalabilirsiniz. Oysa telefonun kendisini hava yastığı gibi esnek olsa bu sorun ortadan kalkar. Ancak, esnek metaller üretmenin insanlara çok daha önemli başka faydaları var. Biraz da bunlara değinelim.
İnsana benzeyen robotlar
Günümüzde Alzheimer hastalarına ve diğer yardıma muhtaç yaşlılara bakmak, onları hayata bağlamak önemli bir konu… Anneannem Alzheimer olduğunda ve profesyonel huzurevlerinin aylık 2500-3000 TL talep ettiğini öğrendiğimizde iş başa düşmüştü. Anneannemi kaybedene kadar, başta annem olmak üzere, ailecek büyük sıkıntı çektik.
Öte yandan, yaşlı hastalara bakan ve Jetgillerdeki gibi ev işlerini çekip çeviren robotlar olsa yaşam kalitemiz artar, hayatımız kolaylaşırdı. Şimdilik bu mümkün değil, çünkü robotlar çok pahalı ve günlük hayatta insan gibi dengeli olarak, düşmeden yürüyemiyor, tepsiyi devirmeden bir kahve bile getiremiyorlar. Peki neden?
Robotlar sosyal refahı arttıracak ve toplumsal sorunları çözecek
Bugün ağır sanayi fabrikalarında sert çelikten üretilen robotlar hem pahalıya geliyor hem de son derece ağır ve hantal oluyor. Bu şartlar altında düşük maliyetli robot üretmek ve bunları fabrikalarda kullanmak imkansız. Honda’nın merdiven çıkan, kamyondan yük indiren ve orkestra yöneten Asimo robotlarının da bu nedenle yaygınlaşacağını sanmıyorum.
Gerçi konuya ekonomik açıdan baktığınızda, robotların fabrikalarda kullanılmasının işsizliğe yol açacağını düşünebilirsiniz. Ancak, sırf bu eksiklik nedeniyle bugün dünyada 23 milyon köle çalıştırıldığını unutmamak lazım (Başta Vietnam gibi fakir Uzakdoğu ülkeleri özellikle çocuk işçileri köle gibi çalıştırıyor).
Köleliği tümüyle ortadan kaldırmak istiyorsak, robotların fabrikalarda yaygınlaşması şart… Robotların yaygınlaşması için de esnek devreler ve yapay kaslar geliştirmek gerekiyor. Bu yeni robotların iskeletleri de insan kemikleri gibi esnek olacak ve yapay deri kaplı hassas elleriyle en narin kristal kadehleri bile kırmadan tutabilecekler. İnsan gibi çevik ve becerikli androitler, hasta bakıcı ve hizmetçi olarak çalışarak yaşlıların ve çalışan kadınların hayatını kolaylaştıracak.
Esnek devre üretim teknikleri
Yong Zhu ve Feng Xu, gümüş nano telleri silikon bir plakanın üzerine yerleştirdiler ve üstüne özel bir sıvı polimer döktüler. Ardından polimeri yüksek ısıya maruz bırakarak elastik bir kaplamaya dönüştürdüler. Katılaşınca nano telleri kılıf gibi saran polimer tabakası, tellerin kırılmadan bükülmesini ve büküldüğünde iletkenliğini korumasını sağladı.
Bilim adamları esnek devreler üretmek için nano telleri 3B printerlar yardımıyla elastik kartlara basmayı planlıyor. Elastik kartlar büküldüğünde, nano teller kopmadan esneyecek ve şekli bozulmadan çalışmaya devam edecek. Kuantum bilgisayar destekli Yapay Zekayı da geliştirirsek, Uzay Yolu’ndaki androit Data gibi insana benzeyen robotlar üretmemize az kaldığını söyleyebiliriz.
Bu dizinin esnek kâğıt transistorları anlatan ilk bölümünü için tıklayınız.
Güney Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KAIST) araştırmacıların geliştirdiği esnek ve şeffaf pil sistemi
