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超高導(dǎo)電的超級薄膜——柔性屏幕、電子皮膚的新福音

2016年07月19日 10:16 6652次瀏覽 來源:   分類: 新技術(shù)

    近日,來自伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校(University of Illinois at Chicago)和高麗大學(xué)(Korea University)的國際研究小組以廉價簡約的方法,制作出一種既透明又高導(dǎo)電的超薄薄膜。該薄膜是由一團團的納米纖維構(gòu)成,經(jīng)過電鍍形成可自我聯(lián)結(jié)的納米銅導(dǎo)線–鐵絲織網(wǎng)。它可應(yīng)用于可彎曲的觸摸屏、可穿戴、柔性太陽能電池和電子皮膚中。
      “讓材料既透明又導(dǎo)電,是非常重要,但卻難度不小。”研究小組中來自伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的機械工程特聘教授     Alexander Yarin說。這種新薄膜實現(xiàn)了“高透明性和低電阻性的創(chuàng)世界紀(jì)錄組合”。其電阻性至少比現(xiàn)有的薄膜高10倍,研究小組中來自高麗大學(xué)機械工程系的Sam Yoon教授說。該薄膜在反復(fù)嚴(yán)重拉伸或彎曲后,仍能保留其特性,這對觸摸屏或可穿戴設(shè)備來說,非常重要。該薄膜通過對聚丙烯腈納米纖維采用靜電紡絲法制造而成。聚丙烯腈納米纖維的直徑大約是人類頭發(fā)直徑的1/100。它可像卷面一樣快速伸展。
      “納米纖維在一個螺旋錐中轉(zhuǎn)動,但是在飛行中形成分形環(huán)行。”Alexander Yarin教授說,“環(huán)中有環(huán),所以納米纖維可以變得又長又薄”。單純的聚丙烯晴聚合物并不能導(dǎo)電,所以它必須首先用金屬進行濺鍍,以吸引金屬離子。隨后,聚丙烯晴聚合物可采用銅、銀、鎳或金進行電鍍。研究人員表示,靜電紡絲法和電鍍都是相對高通量、容易實現(xiàn)商業(yè)生產(chǎn)的加工方法,“只需要幾秒鐘。”
      “我們可把這種金屬鍍層纖維轉(zhuǎn)移到任何表面——人體的手上,樹葉或是玻璃。”Alexander Yarin教授說。“此外,它還可應(yīng)用于納米紋理的處理,能大大提高冷卻效率”。 “在纖維的連接處,通過電鍍實現(xiàn)‘自熔’,可大幅度降低接觸電阻。”Alexander Yarin教授補充道。“鍍金屬的連接處實現(xiàn)了電流逾滲,同時也有利于保護納米材料的物理彈性。” “由于大部分是微孔。”Alexander Yarin教授說。“這就使得薄膜能呈現(xiàn)92%的透明度!”

責(zé)任編輯:趙天寧

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