Enkel metode til fleksibilitet, ledende carbon nanorørplader viser løfte om berøringsskærme

Et Rice University -team har ramt en metode til at producere næsten gennemsigtige film af elektrisk ledende carbon nanorør, et mål søgt af forskere rundt om i verden.

Rice -forsker Matteo Pasqualis laboratorium fandt ud af, at objektglas dyppet i en opløsning af rene nanorør i chlorsulfonsyre (CSA) efterlod dem et jævnt lag nanorør, der, efter yderligere behandling, havde ingen af ​​ulemperne set med andre metoder.

Filmene kan være egnede til fleksible elektroniske displays og touchskærme, ifølge papiret, der blev offentliggjort i denne måned i tidsskriftet American Chemical Society ACS Nano .

"Jeg tror, ​​at det kan være den måde, hvorpå højtydende transparente elektroder fremstilles i fremtiden, sagde Pasquali, professor i kemi og biomolekylær teknik og kemi. "Løsningen er ligetil. Det er en meget enkel proces."

Metoden er skalerbar til processer med høj gennemstrømning som slot, glide- og rullebelægning, der bruges af industrien, Sagde Pasquali.

En frustrerende egenskab ved nanorør, især lange, er, at de tiltrækker hinanden i almindelige opløsningsmidler, gør det til en udfordring at sprede dem. Lange nanorør menes at være nøglen til højtydende film.

Forskere har forsøgt andre måder at forhindre dem i at aggregerer, Sagde Pasquali. Funktionaliserende nanorør - påklædning med kemikalier - kan gøre dem mindre attraktive for hinanden, men det forringer deres ønskelige elektriske egenskaber. Kombinationer af overfladeaktive stoffer og sonikering er også blevet forsøgt, men nanorørene går i stykker under sonikering, og det overfladeaktive stof efterlader en rest, der ikke kan vaskes væk, han sagde.

Disse metoder, kombineret med forskellige mekaniske belægninger, er blevet brugt til at lave nanorørfilm, men ingen med kvalitetsniveauet opnået ved Pasquali -laboratoriet. Risfilmene, der er lavet af nanorør tusinder af gange længere end de er brede, forblive elektrisk stabil efter mere end tre måneder, sagde kandidatstuderende og hovedforfatter Francesca Mirri.

Nanorørene, bogstaveligt talt, skulle bestå en syretest. "(CSA) er den syre, vi typisk bruger i vores laboratorium, så det første, vi siger, når vi får en ny type carbon nanorør er, 'OKAY, lad os putte det i syre og se, hvad der sker, "Sagde Mirri. I tidligere undersøgelser har Pasqualis laboratorium havde fastslået, at CSA kan opløse nanorør af høj kvalitet, fordi syren inducerer frastødende kræfter mellem rørene, der modvirker van der Waals-kraften, der samler dem.

Mirri og hendes kolleger producerede film ved at kombinere enkelt- eller dobbeltvæggede carbon nanorør med CSA i forskellige koncentrationer. De dyppede glasglas i nanorøropløsninger med en motoriseret arm for at sikre en jævn belægning, da objektglassene støt trækkes tilbage.

De brugte chloroform til at koagulere syren og tørre objektglassene, efterfulgt af en vask af diethylether. Forskerne var overraskede over at opdage, at chloroform ikke forstyrrede det tynde flydende lag. Resultatet var en film, der var flere nanometer tyk, og som gav den bedste afvejning mellem gennemsigtighed og arkmodstand, et mål for ledningsevne.

Mirri ser nanorørfilm som et levedygtigt alternativ til indiumtinoxid (ITO), det nuværende standard ledende lag i gennemsigtige skærme. "Alle bruger ITO til kommercielle applikationer, men problemet er, at det er en keramik og virkelig skrøbelig, "sagde hun." Det er ikke godt for fleksibel elektronik, og kræver også høje temperatur- eller vakuumprocesser for at producere; der bruger mere energi og gør det dyrere.

"Vores tynde film til noget som en mobiltelefon ville have brug for meget lidt materiale - et par mikrogram nanorør - så det ville ikke være så dyrt, men det ville have lignende egenskaber i gennemsigtighed og ledningsevne som ITO, " hun sagde.