未來我們的手機屏幕可能是「鑽石」造的?

2022年02月23日06:52

  貼膜小哥擺地攤賣手機配件和貼膜,賺到第一桶金買房的造富故事,仍然時不時出現在各大社交媒體的熱門內容當中。

  可見人們多麼擔心手機摔壞,手機屏幕被預設作是手機最脆弱的地方,一不小心摔了就是幾百上千塊,再加上無線充電功能的流行,不少手機前後都用上了玻璃,一次可能摔 2 塊玻璃。

  日常的剮蹭劃痕,雖然不至於徹底無法使用,但看著也讓人糟心,劃痕和裂痕本身也是手機一摔就壞的誘因之一。

  儘管技術一直在進步,但誰願意成為‘萬一’呢。

  更換材料曾被認作是防止手機摔壞的終極方法之一,比如將玻璃更換為更為堅固的鑽石。

  事實上,真的有一家名為 Akhan 的公司打算這麼幹。

  玻璃太脆弱?那用鑽石試試

  金剛石,也就是未打磨過的鑽石原材料,經過處理後有著透光性好、硬度高等優點,無論於用於裝飾還是保護手機等電子產品的屏幕,都被認為是上佳材料之一。

  自從 1979 年科學家發現天然鑽石其實是一種由碳元素組成的礦物後,業界就不斷嚐試培育人工鑽石,早在上世紀末業界就演變出現了多種方向不一的技術。

  目前較為主流的技術分別是高壓高溫(HPHT)技術和化學氣象沉積(CVD)技術,前者是模仿鑽石自然形成的高溫高壓環境,製造成本相對更低,後者則是採取以烴類氣體混合物培育金剛石,設置更靈活、簡單,兩種方法各有優勢。

  人工培育鑽石的應用方向也有不少,有往珠寶方向發展的,試圖培育出高純度、高重量的人工鑽石,經過打磨切割之後效果和天然鑽石十分接近,人眼幾乎無法區分,往往依靠專業機器鑒別。

  ▲ 各種顏色的人工鑽石。 圖片來自:Gia

  走工業方向發展的人工鑽石就不一樣了,這種往往更看重透光率、折射率、硬度、導熱性等工業領域更關注的特性。

  AKHAN 就是一家工業人工鑽石公司,並且開發了一系列鑽石培育以及應用於顯示屏幕保護的技術。

  2017 年 AHKAN 就推出了 Miraj Diamond 玻璃技術,簡而言之就是在玻璃上塗上一層金剛石塗層,厚度可達 100 納米薄,僅僅是頭髮厚度的 1/10000。

  ▲ 不斷迭代的 Miraj Diamond 玻璃技術。 圖片來自:Akhan

  這樣一來不僅能保持極高的屏幕透光率,屏幕厚度也幾乎沒有改變,畢竟手機玻璃厚度還是以遠大於納米的毫米作為計量單位。

  Akhan 表示 Miraj Diamond® 玻璃復刻了鑽石的超高硬度、防剮蹭能力、防摔能力,在第三方機構的測試下,其硬度是旗艦競爭對手的 10 倍。

  金剛石本身就是自然界中最硬的物質,相對硬度本身就很高,在金屬切割領域經常能見到它的身影,防剮蹭能力還是有一定保證的。

  由於 Miraj Diamond® 玻璃技術達到了納米精度等級,原本也是在玻璃上塗上塗層,可以說是半柔性材質,也就是說這一技術支援搭載柔性玻璃的摺疊屏手機,有機會解決摺疊屏屏幕脆弱的問題。

  這還沒完,現在手機屏幕上大多配有疏油層和防眩光塗層,前者讓滑動更順暢,能避免水和油性物質附著在手機上,後者則讓屏幕具備一定的防反光能力,只是疏油層會隨著使用緩緩消失。

  根據 Akhan 的說法,Miraj Diamond® 玻璃技術就不會有這樣的問題,本身納米金剛石塗層就具備排斥水和油性物質的特性,不需要再添加疏油層,Miraj Diamond 多層玻璃本身也帶有集成式的防眩光層。

  ▲ 圖片來自:Akhan

  到這,都是 Akhan 向外界展示自家新技術的種種優勢,實際產品究竟表現如何,還沒人知道。

  Akhan 以兩場對比測試回應人們的疑問,首先是跌落對比測試,將同樣大小的鋼球放在同一高度,鋼球下分別放置一塊第五代康寧大猩猩玻璃和 Miraj Diamond 混合玻璃。

  啪,鋼球垂直下落,康寧大猩猩玻璃應聲碎裂,Miraj Diamond 混合玻璃則沒有。

  ▲ 鋼球對比測試視頻(待替換)

  另外一場是顯微壓痕測試,Akhan 委託美國西北大學,在實驗室中使用顯微技術完成測試,參與測試的產品分別是超瓷晶玻璃(Ceramic Shield)和 Miraj Diamond 混合玻璃,前者就是 iPhone 12 使用的玻璃原型產品,

  ▲ 顯微壓力測試對比。 圖片來自:Akhan

  結果證明,Miraj Diamond 混合玻璃是超瓷晶玻璃原型產品強度的 3 倍,前者能承受 36 GPa 的壓力,而後者為 12 GPa。

  那麼,能普及嗎?

  毫無疑問,Miraj Diamond 混合玻璃是一項擁有極高潛力的技術,但僅高硬度和超強抗剮蹭能力並不足以讓它普及,哪怕這兩點是人們最在意的材料屬性,誰不想一款摔不壞的手機呢。

  玻璃的上一任挑戰者藍寶石,用實際經曆給出了答案,同樣擁有更強的抗剮蹭和硬度,同樣是人工寶石,藍寶石卻沒能替代玻璃普及到手機屏幕當中,最終還是在鏡頭保護玻璃上應用更多。

  ▲HTC 是少數在手機蓋板上使用藍寶石的廠商之一

  為什麼?

  成本、透光率、韌性等都是原因,目前 Akhan 給出的對比測試大多都是原型玻璃產品對比,最終應用在手機上是否會因為手機結構變化產生影響還暫時未知。

  Miraj Diamond 混合玻璃雖然是基於納米金剛石塗層,有機會應用於柔性屏幕上,但要真正應用在摺疊屏手機當中還有一段距離,Akhan 也表示會在下一代混合玻璃技術才能支援柔性彎折特性。

  Akhan 曾表示 2019 年就會聯合手機廠商推出使用 Miraj Diamond 混合玻璃的產品,結果顯而易見——跳票了。

  ▲圖片來自:Akhan

  對此,Akhan 表示原因是獨家合作廠商退出了手機行業,產品無法發佈。它們在大規模量產時也遇到了質量問題,‘不是生產一塊,而是百萬塊’,Akhan 的創始人 Adam Khan 如此說到。

  雖然 Akhan 表示已經在試生產的手機玻璃中找到了量產質量解決辦法,但重新與手機廠商達成合作、測試驗證又要耗費不少時間。

  在實驗室表現優異的新式材料有很多,但要走出實驗室來到人們日常生活當中,並不是一件容易的事。

  與此同時,Akhan 的競爭對手們正在快速發展,康寧最新的推出的大猩猩玻璃 Victus 整體性能遠超第五代,防摔高度提升到了 2 米,且防剮蹭能力也有一定提升,是上一代產品的 2 倍。

  ▲ Samsung Note 20 ultra 搭載了康寧大猩猩玻璃 Victus

  2 米,這已經覆蓋了人們絕大部分手機摔落的場景了,除非是高空掉落。

  這時的 Miraj Diamond 混合玻璃與大猩猩玻璃 Victus 對比,還能能否取得壓倒性的優勢呢,這是 Akhan 需要回答的問題。

  好消息是 Akhan 最近完成了 2000 萬美元融資,同時引入了 Xperi 等知名科技公司的高管。

  資金和人才的支援,或許能讓我們更快用上基於 Miraj Diamond 混合玻璃技術的手機,讓‘摔不壞的手機’這個未來來得更早一些。

  本文來自愛範兒

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