Martin Weis: Mobily si budeme dobíjať solárnymi článkami našitými na bunde [etrend.sk]

Úspešní slovenskí vedci
TREND.sk prináša seriál o úspešných slovenských vedcoch, ktorí napriek nelichotivému stavu vedy zostali na Slovensku.

Expert na organickú elektroniku Martin Weis (35) pôsobí na Fakulte elektrotechniky a informatiky Slovenskej technickej univerzity v Bratislave a ako hosťujúci výskumník aj na tokijskom Technologickom inštitúte. Organická elektronika je technológiou budúcnosti, využitie syntetických materiálov elektroniku výrazne zlacní a sprístupní pre všetkých. M. Weis tvrdí, že štát by mal špičkovým vedcom viac dôverovať a neklásť im pod nohy zbytočné byrokratické prekážky. Na Slovensku máme podľa neho nízke kritériá na získanie profesúry a študentov nič nemotivuje na to, aby dosahovali excelentné výsledky.
Venujete sa organickej elektronike, ktorá sa radí medzi technológie budúcnosti. V čom spočíva jej perspektívnosť?
Organická elektronika rozširuje možnosť využitia už existujúcej elektroniky pre masy. Napríklad výroba veľkoplošných televízorov dostupných pre každého, zjednodušenie ich výroby a zlepšenie dostupnosti. Solárne články budú lacnejšie, budeme mať jednoduchšie a lacnejšie obnoviteľné zdroje energie, lacnejšie osvetlenie.
Čiže techniku by sme si mohli časom nabíjať práve zo solárnych článkov?
Jednoznačne... Jedným z problémov solárnych článkov a obnoviteľných zdrojov energie však v súčasnosti je, že sú finančne veľmi náročné...preto štát musí na obnoviteľné zdroje prispievať. Smer organickej elektroniky sa to snaží sprístupniť tak, aby to bolo bežne dostupné pre každého.
O akých veciach ešte hovoríme okrem organických solárnych článkov?
Najčastejšie sa teraz vyskytujú na trhu komerčne dostupné AMOLED displeje pre mobilné telefóny, tablety, OLED televízory.
Tieto zariadenia nielenže poskytujú lepší kontrast a zobrazenie farieb a intenzitu svetla, ale do veľkej miery šetria aj elektrickú energiu. Pri televízoroch to možno nie je také podstatné, ale pri mobilných telefónoch a iných mobilných zaradeniach vám oveľa dlhšie vydrží batéria, čo už je dnes zaujímavé pre každého.
Aký je rozdiel medzi klasickou a organickou elektronikou?
Klasická je postavená na kremíkových technológiách, na využití tuhých látok. Organická elektronika využíva polyméry, niektoré organické molekuly, ktoré v laboratóriu pripravia chemici. Všetko je syntetický materiál pripravený v skúmavke, potom sa z toho vyrábajú zariadenia.
Kremík získavame z prírody?
Áno, zväčša sa získava z prírody, je napríklad aj v piesku, ale takýto proces je veľmi energeticky náročný. Polyméry prinášajú menšiu energetickú záťaž, ale častokrát sú aj viac priateľské k životnému prostrediu.
Prečo majú rôzne odvetvia priemyslu taký záujem o organickú elektroniku a v čom im to pomôže? Spomínali ste, že sa šetria peniaze... Akú však majú organické materiály životnosť?
Životnosť je obmedzená, ale nie je to až také kritické, ako sa to niekedy prezentuje. Veľa týchto zariadení má životnosť len niekoľko rokov. V dnešnej dobe, keď je priemerná životnosť mobilného telefónu dva roky, tak nie je natoľko podstatné, že elektronika v ňom bude mať životnosť len desať rokov. Desaťročný počítač je už zastaraný natoľko, že ho musíte vymeniť, aj keby sa nepoškodil. Takže životnosť je ďaleko nad rámec toho, čo je dnes potrebné.
Ak by sme mali displej na mobile z organických materiálov, o koľko dlhšie by štandardne vydržala batéria?
Závisí to od toho, koľko ten telefón používate, na čo sa najviac spotrebuje energia. Pri veľkých displejoch ide väčšina na displej, tam môže byť úspora energie až dve tretiny.
Teda ak mi dnes mobil vydrží nabitý jeden deň, tak koľko s organickými materiálmi?
Mohol by vydržať niekoľko dní. To už je dosť podstatné.
V akom štádiu výskumu sú vedci pri týchto displejoch? Vyrábajú sa už bežne komerčne?
V tejto oblasti nie je problémom dostupnosť, ale to, že ľudia ani nevedia, že sa s tým už bežne stretávajú. Aj bežný displej na telefóne, ako je tento (ukáže na mobilný telefón na stole) má normálne organický displej.
No, ak myslíte môj telefón, tak nemám pocit, že by mi šetril energiu. Vydrží ledva jeden deň.
S týmto displejom vydrží jeden deň, keby ste mali LCD displej, tak vydrží pol dňa alebo menej. Je to aj otázka toho, ako sa zobrazuje. Vývoj ide dopredu a mení sa to. Tieto veci sa už pomerne normálne používajú, len o tom niekedy nevieme.
Takže vývoj vo vašom segmente už pokročil a výrobky sú bežne v praxi?
Oproti klasickej elektronike je podľa mňa vývoj v organickej elektronike úplne úžasný, pretože v klasickej elektronike bola najprv teória a experiment ju len doháňal. A kým ju dohnal, tak teória pokročila o kus vpred. Pri organickej elektronike boli nejaké predpoklady, vyrobilo sa zariadenie a to fungovalo. Ale neskôr sme zistili, že to funguje z úplne iných dôvodov. A teraz sme v štádiu, že vieme robiť zariadenia, ktoré síce nevieme ako, ale fungujú a je to úžasné. A teraz zisťujeme, ako fungujú.
O aké zariadenia ide?
Napríklad aj o tieto displeje. My zatiaľ nepoznáme tie procesy, tú teóriu, ako to funguje.
Čiže k nim vymýšľate teóriu?
Presne tak. A snažíme sa ich zlepšiť. Problémom však je, že ak ich chceme zlepšiť, tak im musíme aj porozumieť.
Aký je princíp práce s organickými materiálmi? Ako sa spracúvajú do hmotnej podoby?
(M. Weis ukazuje solárny organický článok, ktorý vyzerá ako plastová fólia.) Na rozdiel od bežných článkov, ktoré vkladáme do zariadení, aby im dodávali energiu, solárne články môžu byť tenké, ohybné...
Solárne články budúcnosti Dali by sa na nich nabiť telefóny?
Dali, ale zatiaľ by to trvalo veľmi dlho. Solárne organické články sú síce menej účinné ako tie anorganické, ale zasa prinášajú obrovskú finančnú úsporu, takže za rovnakú cenu môžeme vyrobiť viac energie
Ako sa taký ohybný solárny článok v tvare fólie vyrobí?
Pri výrobe takýchto zariadení sa používajú plastové podložky. Je viacero spôsobov ako vyrobiť takéto zariadenia. Niektoré sú vhodné do laboratórnych podmienok, keď chceme mať presne kontrolované procesy, ale priemysel vyžaduje rýchle a lacné technológie. Preto priemysel tlačí výskum, aby sa robila takzvaná tlačená elektronika. Aby sme mohli použiť jednoduché atramentové tlačiarne, nanášať vrstvy organických materiálov, a tak vyrobiť zariadenie. Používame pri tom takzvané „mokré technológie“.
Čiže vy najprv tú zlúčeninu rozpustíte?
Áno. Tým, že je to organický materiál, tak sa dá rozpustiť v rozpúšťadlách ako acetón či chloroform. Následne materiál nanesieme na podložku buď tlačiarenskou alebo inou technológiou a následne vyrobíme zariadenie a skúmame, ako sa správa.
Je toto ohybné zariadenie odolnejšie ako klasický solárny článok?
Ak sa opýtame, či voči rozbitiu, tak určite áno. Je to vhodné na aplikácie, napríklad ako nášivka na bundu. Nepolámalo by sa to a je to lacné. Nikto by nechcel mať na bunde našitý solárny článok, ktorý by stál stovky eur.
Našitý na bunde? Znamená to, že takto budeme fungovať v budúcnosti, že budeme mať na odeve našité fóliové solárne nabíjačky?
Myslím si, že áno. Je to určite jedna z ciest budúcnosti - mať na oblečení a taškách solárne články, cez ktoré si počas prechádzky na ulici budeme priebežne dobíjať zariadenia.
Čo konkrétne teraz vedci, ktorí sa zaoberajú organickou elektronikou, riešia najviac? Cez akú prekážku sa snažia dostať, čo najviac zefektívniť?
Aj keď je trendov viacero, tak jedným z cieľov je urobiť dostatočne rýchlu elektroniku na báze organických materiálov určenú na bezkontaktné čítanie kariet. Predstavte si, že si v kníhkupectve kupujete knihu. Je v nej taká nálepka s anténkou, aby ju vedela pokladnica načítať, mávne sa nad pokladnicou a načíta sa cena. Bohužiaľ, cena tejto nálepky je stále vysoká, preto je možné použiť to len na drahé produkty. Keby ste si kupovali škatuľu mlieka, tak by pravdepodobne zdvojnásobila jej cenu, takže to vôbec nemá význam. Preto musíme používať v obchode čiarové kódy. Ale ak by sme to vedeli vyrobiť z organických materiálov a cena takej bezkontaktnej nálepky by bola napríklad jeden cent, tak to môžeme dať na každý výrobok.