• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Vasest nanojuhtmete abil saab valmistada painduvaid ekraane ja päikeseelemente

6.06.2010 by Stiina Kristal Leave a Comment

Rühm Duke’i Ülikooli keemikuid täiustasid lihtsa meetodi pisikeste vasest nanojuhtmete valmistamiseks suures koguses. Odavad voolu juhtivad nanojuhtmed on piisavalt väikesed olemaks läbipaistvad, see aga teeb nad ideaalseks materjaliks õhukesetest kiledest päikeseelementide, lameekraan televiisorite ning arvutite ja painduvate displeide valmistamiseks.

,,Kujutage ette kasvõi kokkumurtavat iPad’i,” sõnas Benjamin Wiley, keemia abiprofessor Duke’is. Antud töörühma uurimus avaldati ajakirja Advanced Materials selle nädala online-väljaandes.

Vasest nanojuhtmeid saab valmistada korraga suures koguses ning seejärel 'printida' pinnale, kus naojuhtmed on läbipaistvad ning juhivad voolu. Pilt: Benjamin Wiley, Duke Chemistry

Vasest valmistatud nanojuhtmed funktsioneerivad paremini kui süsinik-nanotorud ning on hõbe-nanojuhtmetest palju odavamad, selgitas Wiley.

Moodsad lameekraan televiisorid ning arvutiekraanid tekitavad kujutise suurele elektrooniliste pikslite kogumile, mis on omavahel ühendatud läbipaistva ning voolu juhtiva indium-tinaoksiidist(ITO) kihiga. ITOt kasutatase ka läbipaistvate elektroodidena õhukestest kiledest päikeseelementides.

Ent indium-tinaoksiidil on ka omad puudused: see on habras ning seetõttu sobimatu painduvate ekraanide jaoks, selle tootmisprotsess on ebaefektiivne ning see muutub suureneva nõudluse tõttu üha kallimaks.

,,Kui me tahame jätkata nende üldlevinud elektroonikaseadmete ning päikeselementide tootmist, peame me kasutama materjale, mida leidub maakoores palju ning mille eraldamine ei nõua palju energiat.” Leidub väga vähe materjale, mis oleks korraga nii läbipaistvad kui ka juhtivad, mistõttu ITOt vaatamata tema puudustele siiani kasutatakse.

Wiley uus uurimus näitab aga et vaske, mida leidub pea tuhat korda enam kui indiumi, saab kasutada nanojuhtmetest kile valmistamiseks, mis on üheaegselt nii läbipaistev kui ka voolujuhtiv.

Läbipaistva juhtina töötavad hästi ka hõbedast nanojuhtmed, nende tootmise patenteerimisele aitas Wiley kaasa doktorandina. Ent hõbe, nagu ka indium, on haruldane ja kallis. Teised teadlased on üritanud tõsta süsinik-nanotorude efektiivsust läbipaistvate juhtidena, kuid vähese eduga.

,,Fakt, et vasest nanojuhtmed on odavamad ning töötavad paremini, teeb neist antud probleemi lahendamisel väga paljutõotava materjali,” sõnas Wiley.

Wiley koos oma tudengite Aaron Rathmelli ja Stephen Berginiga kasvatas vasest nanojuhtmed veepõhises lahuses.

 ,,Lisades lahusesse erinevaid kemikaale, on aatomite kogunemist erinevateks nanostruktuurideks võimalik kontrollida,” selgitas Wiley. Antud juhul moodustuvad vase kristalliseerumisel esmalt pisikesed ‘seemned,’ ning seejärel võrsuvad neist üksikud nanojuhtmete ‘idud.’ Sellist kristallide kasvatamise meetodit pole keegi varem kasutanud.

Et protsess on veepõhine ning et vasest nanojuhtmed on painduvad, saaks nanojuhtmeid Wiley arvates materjalile printida otse lahusest pealerullimise meetodil, sarnaselt ajalehtede printimisele, mis oleks palju efektiivsem kui ITO tootmisprotsess praegu.

Ka teised teadlased on vasest nanojuhtmeid valmistanud, ent palju väiksemas koguses.

Wiley uurimisgrupp on ka esimene, kus demonstreeriti nanojuhtmete head funktsioneerimist läbipaistva voolujuhina. Tema sõnul peab protsessi kommertsrakenduste jaoks kohandama ning on ka teisi muid lahendust ootavaid probleeme: kuidas hoida ära nanojuhtmete kobardumist, mis vähendab läbipaistvust, ning vaja on ära hoida ka vase oksüdeerumist, mis omakorda vähendab juhtivust. Kui kobardumise probleem on lahenduse leidnud, on Wiley arvates vasest nanojuhtmete juhtivus võrdsel tasemel hõbedast nanojuhtmete ning ITO-ga.

,,Meie arvates on sada korda odavama materjali kasutamine kõige atraktiivsem just riskikapitalistide, elektroonikafirmade ning päikeseelemente valmistavate tehaste jaoks, kes kõik neid läbipaistvaid elektroode vajavad,” lõpetas Wiley.

Allikas

Teadusartikkel “The Growth Mechanism of Copper Nanowires and Their Properties in Flexible, Transparent Conducting Films“

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Metsakoristusjäägist saab odavama ning keskkonnasõbralikuma superkondensaatori elektroodi
  2. Uus, rekordefektiivne päikesepaneel
  3. Päikesepaneeli kurrutatud pind tõstab efektiivsust
  4. Satelliit, mis edastaks päikeseenergiat Maale
  5. Ioonkahuri abil on võimalik valmistada päikesepaneele
  6. Piesoelektriline grafeen
  7. Meetod võimsamate elektriautode valmistamiseks
  8. Nanokestadest „sosistavad“ galeriid täiustavad õhukesi päikesepaneele
  9. Superkondensaatori elektroodide „kastmine“
  10. Edusamm liitium-õhk akude energiatiheduses

Filed Under: Rakenduslik teadus, Teadusuudised Tagged With: Tulevikuenergia

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in