A műszaki cikkek hulladékkezelése kapcsán gyakran lehet olvasni arról, hogy milyen egzotikus anyagok is találhatóak a termékekben. Az okos-telefonok kapacitív érintőképernyőinek működéséhez is szükség van egy különleges fémre, de mi történik, ha elfogy ez a fém?

Az LCD-kijelzők forradalma az indium iránti keresletet is erősen felhajtotta, már 5 évvel ezelőtt is kongatták a vészharangokat a szakértők, hogy a termelés növekedési üteme fenntarthatatlanul fogyasztja a ritka fém készleteit. Egy 2008-as német egyetemi kutatás szerint akkor még 16 ezer tonna indium volt a föld alatt, amiből 11 ezer tonna gazdaságosan bányászható. Viszont már 2006-ban is évi 5-600 tonnányit bányásztak ki, 2008-ban pedig már több mint 800 tonnát. Azóta pedig jelentősen nőtt a kereslet az LCD-tévékre, illetve az érintőképernyős okostelefonokra. Ráadásul az indiumot használják a vékony napelemek gyártásához is, igaz ott az anyag kiváltható alumíniummal is, írja a richpoi.com

Habár szabad szemmel nem látszik, de ma már minden érintőképernyős okostelefonon egy vékony, átlátszó indium ón-oxid réteget találunk, aminek szerepe van a kapacitív érintésérzékelésben is, így az eszköz működése szempontjából az anyag kritikus szerepet tölt be. Az indiumot (amely a nevét nem Indiáról, hanem indigókék színéről kapta) egyre nagyobb tempóban bányásszák, a felhasznált mennyiség egyenes arányban növekszik az eladott készülékek számával, illetve a kijelzők méretével. Néhány évvel ezelőtt is már volt figyelmeztetés az iparágon belül, hogy az indiumkészletek szűkössé válhatnak, de valószínűleg senki nem gondolta, hogy ez néhány éven belül valóban bekövetkezik. Az indium kilogrammonkénti ára 10 éve még csak 100 dollár volt, az évtized elejére viszont 1000 dollár fölé emelkedett és az amerikai kormányzat jelentése szerint 2010 és 2011 között további 25 százalékkal nőtt. A becslések szerint az évtized végére elfogynak a bányászható készletek.

Fel kell készülni az indiumhiányra

A problémára az egyik megoldás az újrahasznosítás, ami Japánban már egész jól működik is. Manapság már a felhasznált indium nagyobb része újrahasznosításból kerül elő, de sajnos Európában még nem számít értékes fémnek az újrahasznosítás során, így többnyire elégetik, az újrahasznosított mennyiség főként Ázsiában keletkezik. A gyártó cégeknek azonban így is számolnia kell azzal, hogy a ritka fém árának növekedésével egyre drágább lesz minden készülék előállítása és úgy tűnik, az újrahasznosítás nem elég eredményes megoldás az árak megzabolázására és a készletek fenntartására. Így a gyártóknak nem maradt más lehetősége, mint alternatív megoldásokat találni az indium ón-oxid helyettesítésére.

San Franciscóban a múlt héten tartott Semicon West konferencián iparági szakértők több ígéretes irányt fedtek fel, mint például a szén nanocsöves megoldás, illetve az ezüst nanoszálak, amikkel valamikor a jövőben helyettesíteni lehet a mostani érintésérzékeny bevonatot. A Nanotech Biomachines vezérigazgatója, Will Martinez egy átlátszó lapot mutatott be, amin grafén bevonat volt. Ez az anyag szintén a következő évtizedre terjedhet el. Az egy atomnyi vastagságú szénréteg ráadásul fontos szereplője a hajlékony kijelzőkkel való kísérleteknek is. A grafénréteg bárhogyan hajlítható, míg az indium ón-oxid bevonat a hajtogatástól berepedezik és használhatatlanná válik.

Egy másik megoldás a nanoszálas rétegek használata, amiben a Cambrios Technologies lát fantáziát a konferencia előadói közül. A cég által fejlesztett nanoszálak tízezerszer vékonyabbak egy emberi hajszálnál és bármilyen hosszúak lehetnek. Az ezüst nanoszál ráadásul már nem is sci-fi, jelenleg is néhány laptopban, okostelefonban és e-könyvolvasóban is használják már gyártók. Az ezüsttel nem drága, azonban egyelőre a szálak létrehozása és feldolgozásának költsége nagyon magas. Ha ezt sikerült lejjebb tolni, akkor ez a technológia is kiváló lehet az indium pótlására. Használati tesztekből például már kiderül, hogy az ezüst nanoszálas kijelző 100 hajlítást követően sem mutat semmilyen eltérést a gyártáskori teljesítményéből és minőségéből.

A fordulat éve

A verseny jelenleg már nem csak arról szól, hogy az indium ón-oxid réteg átlátszóságával és vezetőképességével kell versenyezni, hanem a hajlíthatóság is szemponttá vált - a következő években a hordható informatika terjedésekor a hajlított és hajlítható kijelzők központi szerepet játszanak majd. Idén az érintőképernyős okostelefonok és tabletek piaca már meghaladja az egymilliárd darabot, de közben egyre több notebook is érintőkijelzőt kap, ami darabszámban ugyan elmarad az okostelefonoktól, de a kijelzőterületet nézve már most is hasonló a nagyságrend. A Cambrios szerint 2015-re a 35 millió négyzetméternyi okostelefon-kijelzőre 20 millió négyzetméternyi érintésérzékeny notebookkijelző fog jutni.

A nagyobb gyártók már most elkezdenek átállni az alternatív megoldásokra, az iPhone-t is gyártó Foxconn például a nem-Apple termékeknél már idén év végén a szén nanocsöves megoldását kezdi bevezetni, a Samsung pedig már most teszteli a grafén réteget használó készülékeinek prototípusait.

Forrás: alternativenergia.hu