Har du någonsin föreställt dig din smartphone eller surfplatta utan pekskärm? Detta kan snart bli fallet om vi får slut på indium, en av de sällsynta mineralerna på jorden.

Indium används i många högteknologiska enheter som pekskärmar, smarta telefoner, solpaneler och smarta fönster, i form av indiumtennoxid. Denna förening är optiskt transparent och elektriskt ledande - de två avgörande funktionerna som krävs för att pekskärmar ska fungera.

Men det finns ett problem:vi har ingen garanterad långsiktig tillgång på indium. Det finns naturligtvis bara i små spår, och är därför opraktiskt att bryta direkt. Nästan allt av världens indium kommer som en biprodukt av zinkbrytning.

Lyckligtvis, vi har en potentiell lösning:mina kollegor och jag har utvecklat ett nytt sätt att göra optiskt transparenta och elektriskt ledande beläggningar utan indium.

Ett förvärrat problem

Eftersom världens indiumförsörjning är knuten till zinkbrytning, dess tillgänglighet och pris beror på efterfrågan på zink.

Möjliga nedgångar i efterfrågan på zink – som redan är uppenbara i biltillverkningsindustrin – tillsammans med den ständigt ökande användningen av smarta telefoner och pekpaneler – kommer att förvärra den potentiella bristen på indium i framtiden.

Ett alternativ är att försöka återvinna indium. Men att återställa det från begagnade enheter är dyrt på grund av de små mängderna som är inblandade.

När ett avgörande material är en bristvara, vi borde leta efter alternativ. Och det är precis vad mina kollegor och jag har hittat.

Hur fungerar det?

Vår nya beläggning, detaljer om vilka publiceras i tidskriften Solenergimaterial och solceller , involverar plasmateknik.

Plasma är som en soppa av laddade partiklar där elektroner har slitits bort från sina atomer, och beskrivs ofta som materiens fjärde tillstånd, efter fast, vätska och gas. Det kan låta som en exotisk substans, men i själva verket omfattar det mer än 99% av de synliga föremålen i universum. Vår sol, som de flesta stjärnor, är i huvudsak en gigantisk boll av glödande plasma.

Närmare hemmet, fluorescerande glödlampor och neonskyltar innehåller också plasma. Våra nya pekskärmsfilmer innehåller inte plasma, men deras tillverkning använder plasma som ett sätt att skapa nya material som annars skulle vara omöjliga att göra.

Vår beläggning är gjord av ett ultratunt lager av silver, mellan två lager volframoxid. Denna struktur är mindre än 100 nanometer tjock - ungefär en tusendel av bredden på ett människohår.

Dessa ultratunna smörgåsskikt skapas och beläggs på glas med hjälp av en process som kallas "plasmasputtring". Detta innebär att en blandning av argon och syrgas utsätts för ett starkt elektriskt fält, tills denna blandning omvandlas till plasmatillstånd. Plasman används för att bombardera ett fast volframmål, lösgör atomer från den och avsätter dem som ett supertunt lager på glasytan.

Vi upprepar sedan denna process med silver, och sedan en sista tredje gången volframoxid inbäddad med silver -nanopartiklar. Hela processen tar bara några minuter, ger minimalt med avfall, är billigare än att använda indium, och kan användas för vilken glasyta som helst som en telefonskärm eller ett fönster.

Den färdiga plasmabeläggningen har också en annan spännande egenskap:den är elektrokrom, vilket betyder att det kan bli mer eller mindre ogenomskinligt, eller ändra färg, om en elektrisk spänning läggs på.

Det betyder att den kan användas för att skapa supertunna "utskrivbara skärmar" som kan bli mörkare eller ljusare, eller ändra färg efter önskemål. De skulle vara flexibla och använda lite ström, vilket innebär att de kan användas för en rad olika ändamål, inklusive smarta etiketter eller smarta fönster.

Smarta fönster belagda med våra nya filmer skulle kunna användas för att blockera ljusflödet och därmed värma efter behov. Vår plasmafilm kan appliceras på vilken glasyta som helst, som sedan kan ställas in för att justera sin transparens beroende på vädret utanför. Till skillnad från befintliga "fotokroma" glasögonglas, som svarar på omgivande ljusnivåer, vårt material reagerar på elektriska signaler, vilket innebär att den kan manipuleras efter behag.

Vår nya indiumfria teknologi har stor potential för att tillverka nästa generations pekskärmsenheter som smarta telefoner eller elektroniska papper, samt smarta fönster och solceller för miljömässig hållbarhet. Denna teknik är redo att skalas upp för att skapa beläggningar på kommersiellt glas, och vi gör nu ytterligare forskning och utveckling för att anpassa dem för framtida bärbara elektroniska enheter.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.