Entä jos kosketusnäyttö taipuisi mihin tahansa?
Nanonupuista tehtyjen ohutkalvojen ansiosta seuraava autosi voi näyttää aivan erilaiselta.
Hiilen nanoputki on paksuudeltaan yksi, korkeintaan kaksi nanometriä – kuin hius sataan tuhanteen osaan halkaistuna.
Vuonna 2003 professori Esko I. Kauppinen ryhmineen tutki kehittämällään synteesireaktorilla valmistamiensa hiilen nanoputkien atomitason rakennetta ja huomasi yllätyksekseen, että elektronimikroskooppikuvassa näkyi putkien lisäksi pieniä, pallomaisia rakenteita.
”Monen vuoden intensiivisen tutkimuksen jälkeen pystyimme osoittamaan, että pallot olivat fullereeneiksi kutsuttuja hiilen nanomuotoja, jotka olivat kiinni putkissa”, Kauppinen muistelee.
Nanonupuksi ristitylle yhdistelmämateriaalille myönnettiin harvinainen uuden materiaalin patentti, ja maailmalle se esiteltiin 2007 Nature Nanotechnology -lehdessä. Kauppiselle ja hänen kollegoilleen oli alusta asti selvää, etteivät he olleet kiinnostuneet pelkästään uudesta materiaalista vaan myös sen teollisista sovellusmahdollisuuksista.
”Nanonupuista tehty kalvo on läpinäkyvä, johtaa sähköä joka suuntaan, taipuu sekä erityisesti venyy mihin tahansa muotoihin, toisin kuin nykyisten kosketusnäyttöjen metallioksidi, joka lakkaa muutaman taivutuskerran jälkeen toimimasta.”
Kaupallisten innovaatioiden kehittämistä varten Kauppinen perusti tutkijakollegoidensa kanssa Canatu Oy:n. Se tekee ohutkalvoja 3D muotoisiin kosketusnäyttöihin ja antureihin, joista on innostunut erityisesti autoteollisuus.
”Kun esimerkiksi kaikki auton sisätilojen säätönupit ja -kytkimet korvataan kosketuksella, autosta tulee keveämpi ja esteettisempi. Kalvon pintaan voidaan laittaa myös rosoa, jolloin näyttöä ei tarvitse katsoa ajaessa, vaan oikean kohdan löytää tunnustelemalla. Canatun kalvon etu on myös se, ettei se heijasta lainkaan valoa. Ja tulevaisuuden itse ajavien autojen sensoreissa tarvitaan juuri tällaista sähköä johtavaa ja läpinäkyvää materiaalia. ”
Nanonuppujen tutkimuksessa ja käytännön sovelluksissa on otettu isoja harppauksia, mutta Kauppinen korostaa, että tutkittavaa ja kehitettävää riittää yhä.
”Kalvon johtavuus on jo erinomainen, mutta emme ole vielä lähelläkään teoreettista maksimia. Taipuisa kalvo on myös vain yksi nanonupun sovelluksista – tulevaisuudessa se voi esimerkiksi mullistaa tietotekniikan äärimmäisten pienten ja myös nopeiden transistorien materiaalina.
Infoboksi Canatu
- Perustettu 2004.
- Valmistaa läpinäkyviä, sähköä johtavia, taipuvia ja venyviä nanohiilikalvoja. Kaupallinen valmistus alkoi 2015.
- Maailman suurimmat auton sisätilatekniikoiden valmistajayritykset ranskalainen Faurecia ja japanilainen Denso sijoittivat Canatuun vuosina 2016 ja 2017.
- Auton sisätilojen lisäksi taipuvia kosketusnäyttöjä voidaan käyttää mm. tulevaisuuden taipuisassa kulutuselektroniikassa, päälle puettavissa laitteissa ja kodin elektroniikassa.
- Canatu on kerännyt noin 40 miljoonaa euroa yksityistä rahoitusta sekä merkittäviä rahoituksia Business Finlandilta (entinen Tekes) ja Euroopan unionilta.
- Työllistää noin 50 ihmistä. Tehdas sijaitsee Helsingissä; toimistot myös Yhdysvalloissa, Japanissa, Koreassa, Kiinassa ja Saksassa. Kauppinen toimii yhtiön hallituksessa.