Kuna vedelkristallekraanide ja teiste elektroonikaseadmete turg tõstab jätkuvalt indiumi hinda, millest valmistatakse läbipaistvate elektroodide jaoks indium-tinaoksiidi(ITO), siis otsivad teadlased pidevalt odavamat ning dünaamilisemat alternatiivi – seda eriti paindlike elektroonikaseadmete jaoks.
Hõbeda nanojuhtmete võrgustik.
Lisaks selle kõrgele hinnale on ITO-l ka mitmeid puudusi. See on habras, muutes selle kasutamise painduvates ekraanides ja fotoelementides ebapraktiliseks, ning ITO kilede valmistamine on võrdlemisi ebaefektiivne. Lisaks pole indium väga kergesti kättesaadav – seda leidub peamiselt vaid Aasias, kirjutab Physorg.com.
Hiljuti teatasid aga UCLA teadlased ajakirjas ACS Nano, et nad töötasid välja unikaalse meetodi, milles valmistatakse hõbeda nanojuhtmete ja teiste materjalide kombinatsiooni abil läbipaistvaid elektroode. Need uued elektroodid on painduvad ning juhivad hästi voolu, ületades ITOga seonduvad probleemid.
UCLA teadlased demonstreerisid, et segades hõbeda nanojuhtmed kokku metalloksiidi nanoosakeste ja orgaaniliste polümeeridega, on võimalik valmistada efektiivselt läbipaistvaid juhte. ,,Selles uurimuses demonstreerime me lihtsat ja efektiivset meetodit hästi voolu juhtivate hõbeda nanojuhtmetest koosnevate komposiitkilede valmistamiseks, saades tulemuseks suurepärased optilised ja mehhaanilised omadused,” sõnas uurimusgruppi juhendanud materjaliteaduse professor Yang Yang. ,,See on siiani parim tulemus: töödeldud läbipaistev elektrood, mida saab kasutada suure hulga erinevate substraatidega.”
Teadlased saavad pinna nanojuhtmetega lihtsalt pihustades katta, tekitades läbipaistva pinna, kuid võtmeküsimuseks on panna hõbeda nanojuhtmed kindlalt pinnale kinnituma ilma ekstreemseid temperatuure(200° C) või suurt rõhku kasutamata – need on sammud, mis muudavad nanomaterjalid paindlikes elektroonikaseadmetes kasutatavate tundlike orgaaniliste materjalidega halvasti sobituvateks. Selle probleemi lahendamiseks töötasid teadlased välja madalatemperatuurilise meetodi, mille abil saab valmistada kõrgkvaliteedilisi hõbeda nanojuhtmetest koosnevaid läbipaistvaid elektroode, kasutades unikaalset nanomaterjalide kombinatsiooni sisaldavat pihustatavat katet.
Esmalt pihustasid teadlased turul saadaval olevaid hõbeda nanojuhtmeid sisaldava lahuse pinnale. Seejärel asetati nanojuhtmed titaanoksiidi lahusesse, et valmistada hübriidkile. Filmi kuivades tõmbasid kapillaarjõud nanojuhtmed kokku, parandades kile juhtivust. Seejärel katsid teadlased kile juhtiva polümeeri kihiga, et suurendada nanojuhtmete kinnituvust pinnale.
Hõbeda nanojuhtmetega kaetud plaadid juhivad hästi voolu, on läbipaistvad ning omavad häid mehhaanilisi omadusi. Uurimusgrupp valmistas uute elektroodide abil ka fotoelemendi – leiti, et selle tootlikkus on võrreldav indium-tinaoksiidist valmistatud fotoelementidega.
Teadusartikkel: “Fused Silver Nanowires with Metal Oxide Nanoparticles and Organic Polymers for Highly Transparent Conductors“
Leave a Reply