Babytrin til gennemsigtig elektronik

Et submikrometertyndt net af sølv nanotråde - der er gennemsigtigt for lys, stærkt elektrisk ledende, fleksibel og strækbar, og enkel at lave – er udviklet af forskere ved KAUST. Materialet kunne finde anvendelse i fleksible elektroniske displays, sensorer, solceller eller endda kuvøser til nyfødte babyer.

"Idéen kom til mig, da jeg var på hospitalet med min søn, der var i en kuvøse, " husker Atif Shamim. "Jeg var bekymret for babyernes eksponering for al den elektromagnetiske stråling i rummet, " siger han. Selvom uigennemsigtige metaller er velkendte for deres elektriske ledningsevne, fungerer som blokke for elektromagnetisk stråling, de er generelt ikke gennemsigtige eller strækbare. "Vi ønskede ikke at beskytte kuvøserne mod strålingen ved at bruge metal, for så ville vi ikke være i stand til at se spædbørnene, " forklarer han.

Der er trykte film af metal nanotråde, hvor de ledende metal nanotråde er så tynde, at lys kan passere mellem dem. Imidlertid, det har været udfordrende direkte at skabe nanotrådsplader, der samtidig har høj ledningsevne, høj gennemsigtighed, fleksibilitet og strækbarhed. "Nu, vi har fundet en løsning på dette problem, " forklarer Weiwei Li, en postdoc-forsker i Shamims team.

Først, holdet raffinerede metoden til fremstilling af sølv nanotråde, tilpasning af den tidligere protokol til at lave større mængder af længere nanotråde. Nanotrådene kunne bruges direkte i en ny blækformulering, der resulterede i et ensartet lag sølv, når det blev påført ved serigrafi på et fleksibelt substrat.

Takket være længden af ​​nanotrådene, holdet kunne opnå høj ledningsevne med en relativt sparsom belægning af nanotråde, hvilket igen forbedrede den optiske gennemsigtighed. I et sidste produktionstrin, holdet brugte lasersintring til at svejse tilstødende nanotråde sammen ved kontaktpunkter:dette forbedrede den elektriske ledningsevne yderligere, mens det også reducerede tykkelsen af ​​sølvlaget og lod endnu mere lys passere igennem. Materialet bibeholdt sin elektriske ydeevne selv efter 1000 stræk-frigørelsescyklusser og 1000 bukkecyklusser.

Holdet testede deres materiales ydeevne ved at printe det ledende blæk i mønstre, der gjorde det muligt for det at absorbere forudbestemte bølgelængder af elektromagnetisk stråling. "Med det enorme antal trådløse enheder, vi er alle udsat for elektromagnetisk stråling hele tiden, " Li siger. "Vi har designet specielle elektromagnetiske absorbere ved hjælp af vores gennemsigtige blæk, som kan absorbere mere end 90 procent af de elektromagnetiske signaler i et specifikt frekvensbånd, " forklarer han.

"Vi tror på, at dette arbejde vil gavne udviklingen af ​​fremtidens fleksible, gennemsigtig og strækbar ledende elektronik til lave omkostninger og i stor skala, " siger Shamim.

Andre potentielle anvendelser omfatter radarabsorberende belægninger til at dække den buede overflade af jagerfly, gør dem usynlige for fjendens radarsystemer.