يتواصل التطور التكنولوجي بلا هوادة، وأحد المجالات التي يظهر فيها التقدم بشكل ملحوظ هي شاشات الأجهزة الإلكترونية. من أجهزة التلفاز إلى الهواتف الذكية، يعد الزجاج عنصرًا أساسيًا يحدد ليس فقط تجربة المشاهدة ولكن أيضًا متانة وقوة الأجهزة. ولهذا السبب على وجه التحديد، بدأت تقنية جديدة تجذب انتباه الباحثين والمصنعين والمستهلكين: سوبر سافير.
لا تعد هذه المادة بالتفوق على زجاج Gorilla Glass الشهير فحسب، بل تقدم أيضًا خصائص فريدة مثل التنظيف الذاتي، ومقاومة شديدة للخدش، ومقاومة للضباب والغبار. في هذه المقالة، سنخبرك بكل ما تحتاج إلى معرفته حول هذا السطح الجديد عالي التقنية الذي يمكن أن يحول الشاشات كما نعرفها.
ما هو Super Sapphire بالضبط؟
الياقوت الفائق هو نسخة محسنة من الياقوت الصناعي التقليدي، وهو نوع من أكسيد الألومنيوم المتبلور صلبة للغاية، صلبة تقريبًا مثل الماس. منذ سنوات، تم استخدام هذه المادة في التطبيقات العسكرية والساعات الفاخرة وأجهزة الاستشعار البصرية. القدرة على تحمل الصدمات والخدوش والظروف القاسية. والآن، بفضل التقدم التكنولوجي النانوي، حقق الياقوت قفزة نوعية إلى الأمام وأصبح أكثر تنوعًا ووظيفية.
الباحثين جامعة تكساس في أوستن لقد طوروا هياكل نانوية تحاكي الظواهر الطبيعية مثل عين العثة و ورقة اللوتس. تسمح هذه الهياكل لـ Super Sapphire ليس فقط بأن تكون قوية، ولكن أيضًا أن يكون لها سطح فائق الوضوح وخالٍ من الوهج مع خصائص التنظيف الذاتي.
الإلهام من الطبيعة للتغلب على الحدود المادية
أحد الجوانب الأكثر إثارة للاهتمام في Super Sapphire هو أصله البيولوجي. نعم، هذه المادة تأخذ أمثلة من العالم الطبيعي لـ تعظيم كفاءتك. على سبيل المثال، التصميم مستوحى من عين العثة، مما يسمح بتحسين انتقال الضوء من خلال تجنب الانعكاسات، وهو تأثير حاسم لتحسين شاشات الأجهزة الإلكترونية أو الألواح الشمسية.
كما تم تكرارها تأثير اللوتس، المعروف بقدرته على صد الماء بشكل فعال للغاية. يتم تحقيق ذلك بفضل السطح المخروطي الشكل الذي يمكن معالجته ليصبح فائقة المحبة للماء o كاره للماء للغاية، اعتمادًا على الاستخدام المقصود. تمنع النسخة فائقة المحبة للماء تراكم الرطوبة، وهي مفيدة جدًا لـ تقليل الضباب. من ناحية أخرى، يسمح السطح الفائق كراهية الماء لقطرات الماء انزلق بعيدًا دون أن يترك أثراً، مما يحافظ على نظافة السطح بشكل طبيعي.
خصائص ثورية لشاشات Super Sapphire
وقد أثارت هذه الميزات الجديدة اهتمامًا كبيرًا عبر العديد من الصناعات. الخصائص الرئيسية لـ Super Sapphire هي:
- مقاومة عالية للخدش:يمكن أن تتحمل الاتصال المباشر بالأشياء الحادة أو الكاشطة دون حدوث ضرر مرئي.
- إزالة الانعكاس:يحسن الرؤية حتى في البيئات ذات الإضاءة الساطعة.
- التنظيف الذاتي:يطرد الغبار والماء مما يقلل الحاجة إلى التنظيف المستمر.
- مكافحة الضباب:مثالي للأجهزة الموجودة في البيئات الرطبة أو التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة.
وعلاوة على ذلك، تشير الأدلة الأخيرة إلى أن تظل نسبة تصل إلى 98,7% من سطح المادة خالية من جزيئات الغبار ببساطة عن طريق تأثير الجاذبية. وهذا يعني التأثير البيئي الإيجابي بفضل تقليل استخدام المواد الكيميائية والمياه للتنظيف.
تطبيقات Super Sapphire: ما وراء الهواتف الذكية
ورغم أنه قد يبدو أن هذه المادة مخصصة للهواتف الذكية فقط، إلا أن الواقع هو أن حالات استخدامها المحتملة أوسع بكثير. تتضمن بعض التطبيقات الأكثر واعدة ما يلي:
- نوافذ ذكية:المنازل والمكاتب ذات الأسطح التي تبقى نظيفة لفترة أطول مع استهلاك أقل لمنتجات التنظيف.
- الألواح الشمسية:كفاءة أكبر في استخدام الطاقة بفضل الأسطح الأكثر نظافة والأقل انعكاسًا.
- الكاميرات وأجهزة الاستشعار البصرية:تحسين جودة الصورة عن طريق إزالة الانحرافات الناتجة عن الانعكاسات والأوساخ.
- استكشاف الفضاء:حيث يشكل تراكم الغبار مشكلة حرجة، كما هو الحال على كوكب المريخ أو الكواكب الأخرى التي لا تحتوي على غلاف جوي.
- الساعات الذكية والأجهزة القابلة للارتداء:أسطح أكثر متانة ضد الاستخدام المستمر والاتصال الجسدي.
مقارنة مع Gorilla Glass والمواد التقليدية
أحد المعايير الحالية في حماية الشاشة هو غوريلا زجاج، تم تطويره من قبل شركة كورنينج. لقد سيطر هذا النوع من الزجاج على السوق بفضل صلابته النسبية وتكلفة تصنيعه المنخفضة. ومع ذلك، فإن كريستال الياقوت، وخاصة في إصداره Super Sapphire، يوفر خصائص تذهب إلى خطوة أبعد.
يصل الياقوت إلى مستوى صلابة 9 على مقياس موس، يتفوق عليه الماس فقط (المستوى 10)، بينما يحوم زجاج الغوريلا حول القيم الأقل حول المستوى 7. يترجم هذا الاختلاف إلى مقاومة أكبر بكثير للخدوش والصدمات لصالح الياقوت.
ومع ذلك، فإن تكلفة الإنتاج تشكل عائقًا كبيرًا. شاشة Gorilla Glass تكلف أقل من 3 دولاراتفي حين أن شاشة الياقوت يمكن أن تكلف أكثر من 20 دولارًا، على الرغم من أن الأسعار كانت تنخفض بمرور الوقت. شركات مثل تقنيات جي تي المتقدمة إنهم يعملون بالفعل على أساليب تسمح لهم بتصنيع صفائح الياقوت الفائق بسماكة شعرة الإنسان وبأسعار أكثر تنافسية.
القيود والتحديات المعلقة لشاشات Super Sapphire
التحدي الأكبر الذي يواجه هذه التكنولوجيا هو الإنتاج على نطاق واسع. على الرغم من أن قابليتها للتطبيق قد تم إثباتها في المختبر وحتى أن هناك نماذج أولية وظيفية، تظل التصنيع الشامل معقدًا ومكلفًا. إن المعدات اللازمة لإنتاج كميات كبيرة من Super Sapphire باهظة الثمن، كما أن العمليات لا تزال بحاجة إلى التحسين.
بالإضافة إلى ذلك، هناك بعض المخاوف بشأن الوزن ونقل الضوء. تشير بعض التقارير إلى أن الياقوت أكثر كثافة وأقل شفافية من زجاج Gorilla. على الرغم من أن الاختلاف ضئيل وغير محسوس في كثير من الحالات، إلا أنه لا يزال يشكل عاملاً يجب مراعاته في المنتجات حيث خفة ووضوح شديد ضرورية. بدائل مثل شاشات بعض الهواتف الذكية، مثل HTC U Ultra مع كريستال الياقوت، يمكن أن تقدم رؤية أكثر وضوحا لهذه التقنيات.
رهان الشركات المصنعة الكبرى
كانت شركة أبل واحدة من أوائل الشركات المهتمة بدمج الياقوت في منتجاتها. في الواقع، منذ iPhone 5 تم استخدامه في عدسة الكاميرا وزر بصمة الإصبع. وكانت هناك أيضًا شائعات حول شراء كميات كبيرة من رقائق الياقوت لإنتاج مكونات لأجهزة مثل Apple Watch وiPhone 6، على الرغم من أنه تم استخدامها في النهاية للمكونات الصغيرة فقط بسبب الصعوبات في دمجها في شاشات العرض الكاملة.
ووقعت الشركة عقدًا مع شركة GT Advanced Technologies لبدء الإنتاج، لكن المشروع واجه في نهاية المطاف تأخيرات وقيودًا فنية. وفي الوقت نفسه، شن كورنينج هجومًا مضادًا بـ الغوريلا زجاج 4، والتي وعدت بتحمل 80٪ من السقوط وكانت أخف من الياقوت.
ما وراء الياقوت: الجرافين كحليف محتمل
هناك بديل آخر تم التحقيق فيه كمكمل أو بديل للياقوت في العروض وهو الجرافين. هذه المادة، التي تتكون من طبقة واحدة من ذرات الكربون مرتبة في بنية سداسية، تقدم مقاومة أكبر بـ 200 مرة من الفولاذ والمرونة والشفافية المذهلة. إنها رقيقة جدًا لدرجة أن سمك كل ورقة منها يبلغ ذرة واحدة فقط.
الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو ذلك يمكن ترسيب الجرافين مباشرة على الياقوت، مما يسمح بإنشاء شاشات مرنة ذات شفافية ومتانة عالية. توجد بالفعل نماذج أولية لشاشات MicroLED القائمة على الجرافين والتي يمكن أن تحدث ثورة في السوق، مما يفتح الباب أمام حلول مثل أجهزة تلفزيون شفافة أو أجهزة قابلة للارتداء غير مرئية.
ومع ذلك، لا يزال الجرافين يواجه تحديه الخاص: تصنيع واسع النطاق وبأسعار معقولة. ورغم أن الإمكانيات هائلة، إلا أننا نحتاج إلى تقنيات إنتاج أكثر كفاءة لجعلها قابلة للتطبيق تجارياً على المدى القصير.
تعمل الأجيال الجديدة من المواد مثل Super Sapphire والجرافين على إعادة تعريف ما نعنيه بالشاشات المتينة والذكية والمستدامة. من تحسين شاشات الهواتف المحمولة إلى استخدامها في الفضاء أو على الألواح الشمسية، تبدو الاحتمالات لا حصر لها.
وسيكون المفتاح هو مواصلة البحث عن كيفية تصنيع هذه المواد بشكل قابل للتطبيق بحيث يصبح اعتمادها واسع النطاق. وهكذا، فإن ما نعتبره اليوم تكنولوجيا تجريبية قد يصبح قريبا جدا جزءا من الحياة اليومية لملايين البشر في جميع أنحاء العالم. شارك هذه المعلومات حتى يتمكن المزيد من المستخدمين من معرفة الموضوع..
