Vidro mais fino que cabelo: como funciona a tela dobrável do iPhone Duo

A tela do novo iPhone Duo, primeiro smartphone dobrável da Apple, é um dos exemplos mais sofisticados da combinação entre ciência dos materiais e microengenharia.

• O vidro comum é considerado pelos cientistas um “sólido amorfo”. Ele apresenta comportamento de sólido, mas seus átomos estão congelados em uma configuração semelhante à de um líquido.
• O problema aparece quando o vidro é dobrado. Em uma peça espessa, os átomos ficam organizados em uma estrutura rígida que provoca uma tensão extrema na parte externa da superfície curva. É isso que faz o vidro comum se quebrar.
• Quando sua espessura é drasticamente reduzida, porém, o comportamento muda.
• Um fio de cabelo humano tem, em média, entre 50 e 100 micrômetros de espessura. Segundo o The New York Times, a camada de vidro ultrafina usada na tela dobrável do iPhone teria menos de 30 micrômetros — ou seja, seria muito mais fina que um fio de cabelo humano.
• Nessa escala, a tensão exercida sobre a parte externa do vidro durante a dobra se torna tão pequena que o material tende a se curvar em vez de se romper.

O aparelho, apresentado pela empresa na quarta-feira (9), tem tela de vidro de 7,6 polegadas, capaz de se dobrar inúmeras vezes sem quebrar.

A Apple não foi a primeira empresa a lançar um celular dobrável. Google, Samsung e Motorola já possuem aparelhos com telas flexíveis. Durante a apresentação do Duo, porém, o novo CEO da Apple, John Ternus, afirmou que o dispositivo “vai redesenhar a experiência de usar um telefone dobrável”.

O segredo para produzir uma tela capaz de ser dobrada milhares de vezes sem se partir não está em uma única descoberta ou tecnologia.

O resultado depende da combinação de diferentes materiais e técnicas, que permitem tornar o display suficientemente flexível para suportar repetidos movimentos e, ao mesmo tempo, resistente a quedas e outros impactos.

Rogers compara a diferença entre o vidro rígido e o vidro flexível à existente entre madeira e papel. “Se você pensar em um pedaço de madeira, ele não é muito dobrável”, afirmou.

Reduzir a espessura, porém, não é a única estratégia. Químicos também descobriram que diferentes formulações de vidro podem aumentar sua flexibilidade.

O vidro convencional é produzido a partir de dióxido de silício, obtido da areia derretida. Outra possibilidade envolve o trióxido de boro, utilizado principalmente em vidros de laboratório que sofrem pouca expansão e contração quando são aquecidos ou resfriados.

A estrutura atômica desse material é amorfa, em vez de rígida e cristalina. Testes em laboratório mostraram que, quando produzido em uma camada fina, ele pode ser dobrado com mais facilidade que o vidro convencional.

O vidro ultrafino é apenas uma das partes responsáveis pela flexibilidade de uma tela dobrável.

Outra camada extremamente fina é produzida com um plástico altamente transparente e muito resistente. O material é desenvolvido para suportar centenas de milhares de ciclos de dobra sem ficar turvo ou sofrer deformações.

Além disso, as diversas camadas que formam a tela precisam ser unidas de uma maneira que permita que todo o conjunto acompanhe o movimento de dobra.

Para isso, a indústria utiliza os chamados adesivos opticamente transparentes. Eles são viscosos e elásticos, funcionando de maneira semelhante a um gel.

Os adesivos mantêm as diferentes camadas firmemente unidas, mas, quando a tela é dobrada, permitem que elas deslizem umas sobre as outras sob tensão.

Rodrigo Mozelli é jornalista formado pela Universidade Metodista de São Paulo (UMESP) e, atualmente, é redator do Olhar Digital.