Er kulnanorør den næste in-line til fremstilling af bærbar elektronik?

Carbon nanorør viser potentiale, men også mange udfordringer, til fremstilling af fleksible, bærbar elektronik, ifølge en undersøgelse i Videnskab og teknologi af avancerede materialer .

Forskere udvikler fleksible, strækbare og bærbare optoelektroniske enheder, såsom kropssensorer, der kunne levere kontinuerlig overvågning af en persons blodtryk. Imidlertid, juryen er stadig ude efter de bedste materialer, der skal bruges til fremstilling af disse enheder. Carbon nanorør (CNT) viser løfte og nogle udfordringer.

Ying Zhou og Reiko Azumi fra Japans National Institute of Advanced Industrial Science and Technology gennemgik den seneste forskning om brug af kulnanorør til fremstilling af en vigtig komponent i optoelektroniske enheder kaldet transparente ledende film (TCF'er). Disse er tynde film af et materiale, der er optisk gennemsigtigt og elektrisk ledende. Markedet for TCF'er forventes at nå 1,2 milliarder dollars inden 2025. I øjeblikket er de er fremstillet ved hjælp af indiumtinoxid (ITO), som har fordelen af ​​fremragende elektriske ledende egenskaber, men ulempen ved dårlig fleksibilitet, hvilket gør den uegnet til bærbare enheder.

Forskere undersøger flere ITO -alternativer til fremstilling af TCF'er. Carbon nanorør-baserede enheder er blandt dem, der viser løfte. CNT'er er nanoserede cylindriske rør med høj teoretisk elektrisk ledningsevne. CNT'er er faldet i pris på grund af deres kommercialisering til applikationer såsom vandfiltreringssystemer, sportsudstyr, og batterier og ledere, for eksempel, og priserne kunne reduceres yderligere ved at forbedre fremstillingsprocesser.

Føleapparater, såsom bærbare berøringspaneler, er den mest lovende anvendelse til CNT-baserede transparente ledende film. To virksomheder i Japan bruger allerede CNT til at fremstille berøringspaneler til mobilelektronik. Organiske LED'er (OLED'er), som allerede bruges til fremstilling af tyndere, lettere og mere effektive tv -skærme, er en anden lovende applikation til CNT-baserede TCF'er. Men andre materialer, der bruges til fremstilling, såsom metal nanotråde, har højere ledningsevne og gennemsigtighed og resulterer dermed i en bedre ydelse.

"Baseret på overblikket over fremstillingen, egenskaber og mulige anvendelser af CNT-baserede TCF'er, det kan konkluderes, at nuværende CNT-baserede TCF'er stadig ikke opfylder kravene til ydeevne/omkostninger til industriel brug, "skriver forskerne i deres anmeldelse offentliggjort i tidsskriftet Videnskab og teknologi af avancerede materialer . Produktionsomkostninger skal reduceres, mens deres ledningsevne og gennemsigtighed skal forbedres, de siger.

Forskerne anbefaler, at fremtidige undersøgelser bygger på fleksibiliteten og strækbarheden af ​​CNT-baserede TCF'er ved at forbedre deres fremstilling og ledningsevne for at gøre dem værdige konkurrenter til bærbar optoelektronik.