近日,來自伊利諾伊大學芝加哥分校(University of Illinois at Chicago)和高麗大學(Korea University)的國際研究小組以廉價簡約的方法,制作出一種既透明又高導電的超薄薄膜。該薄膜是由一團團的納米纖維構成,經過電鍍形成可自我聯(lián)結的納米銅導線–鐵絲織網(wǎng)。它可應用于可彎曲的觸摸屏、可穿戴、柔性太陽能電池和電子皮膚中。
“讓材料既透明又導電,是非常重要,但卻難度不小。”研究小組中來自伊利諾伊大學芝加哥分校的機械工程特聘教授Alexander Yarin說。
這種新薄膜實現(xiàn)了“高透明性和低電阻性的創(chuàng)世界紀錄組合”。其電阻性至少比現(xiàn)有的薄膜高10倍,研究小組中來自高麗大學機械工程系的Sam Yoon教授說。該薄膜在反復嚴重拉伸或彎曲后,仍能保留其特性,這對觸摸屏或可穿戴設備來說,非常重要。
該薄膜通過對聚丙烯腈納米纖維采用靜電紡絲法制造而成。聚丙烯腈納米纖維的直徑大約是人類頭發(fā)直徑的1/100。它可像卷面一樣快速伸展。
個螺旋錐中轉動,但是在飛行中形成分形環(huán)行?!盇lexander Yarin教授說,“環(huán)中有環(huán),所以納米纖維可以變得又長又薄”。
單純的聚丙烯晴聚合物并不能導電,所以它必須首先用金屬進行濺鍍,以吸引金屬離子。隨后,聚丙烯晴聚合物可采用銅、銀、鎳或金進行電鍍。
研究人員表示,靜電紡絲法和電鍍都是相對高通量、容易實現(xiàn)商業(yè)生產的加工方法,“只需要幾秒鐘。”
“我們可把這種金屬鍍層纖維轉移到任何表面——人體的手上,樹葉或是玻璃。”Alexander Yarin教授說?!按送?,它還可應用于納米紋理的處理,能大大提高冷卻效率”。
“在纖維的連接處,通過電鍍實現(xiàn)‘自熔’,可大幅度降低接觸電阻?!盇lexander Yarin教授補充道。“鍍金屬的連接處實現(xiàn)了電流逾滲,同時也有利于保護納米材料的物理彈性?!?/P>
“由于大部分是微孔?!?nbsp;Alexander Yarin教授說。“這就使得薄膜能呈現(xiàn)92%的透明度!”