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【中国德富塑料网塑胶网、塑化网络资讯:由来自伊利诺伊大学芝加哥分校和高丽大学的纳米材料研究人员组成的跨国研究团队,最近开发出了一种价格低廉而且能方便生产的新型超薄膜技术,该薄膜不仅透光性好,而且还具有非常好的导电能力。

从最早期的输入DOS命令到图形、窗口界面,从键盘、鼠标再到当下主流的触控操作,人类一直在通过不断优化、改进人机交互的方式,让人类能够更加直观、高效地操作计算机设备。

通过将微小的金属纳米粒子悬浮在液体中,杜克大学的科学家们正在开发喷墨打印机的导电“墨水”,来在几乎任何表面上打印廉价的、可定制的电路图案。
印刷电子,已经在一些器件例如通常在新DVD后面能够找到的防盗射频识别标签上被广泛地大规模应用,其目前有一个主要的缺点:为了使该电路能够工作,首先必须将其进行加热,使所有的纳米颗粒熔化结合成一个单一的导电丝,这使得其无法在廉价的塑料或纸上印刷电路。
杜克大学的研究人员完成的一项新研究表明,调整墨水中的纳米粒子的形状可以消除对加热的需求。
通过比较由不同形状的银纳米结构制成的薄膜的导电性能,研究人员发现,电子通过银纳米线制成的薄膜要比通过其他形状例如纳米球或微盘制成的薄膜要容易得多。事实上,电子流过纳米线制成的薄膜是如此容易,以致于都不需要将它们熔化在一起就可以用在印刷电路中了。
杜克大学化学系助理教授BenjaminWiley说:“纳米线的导电率比在RFID标签的印刷天线上可以找到的常用银纳米粒子高出4000倍。所以,如果你使用纳米线,那么你不需要将印刷电路加热到那么高的温度,你可以使用更便宜的塑料或纸张。”
Wiley补充说:“除了这些银纳米线之外,我真的想不到还有什么东西能够像这样简单的打印出来,没有任何后处理,就可以直接导电。”
这些类型的印刷电子的应用可能远远超出智能包装;研究人员设想利用该技术来制造太阳能电池、印刷显示器、LED、触摸屏、放大器、电池甚至一些植入式生物电子器件。该研究结果发表在12月16日的《ACS应用材料与界面》在线版上。
Wiley说,银已成为一种制造印刷电子材料的原料,近出现的许多研究展示了对不同形状的银纳米结构薄膜的电导率的测量。然而,实验误差使得很难在不同形状之间进行直接比较,还有少量报道将薄膜的导电性与所用的银的总质量联系了起来,这是使用昂贵材料时的一个重要因素。
“我们希望消除来自墨水的任何额外的材料,只是关注薄膜中银的含量以及纳米结构之间的联系作为唯一的变异来源,”IanStewart说,他是Wiley实验室的一名新研究生,也是这篇发表在《ACS》上的论文的作者。
Stewart用已知的配方来做出具有不同形状的银纳米结构,包括纳米颗粒,微片,以及短的和长的纳米线,然后将这些纳米结构与蒸馏水混合制成简单的“墨水”。然后他发明了一种快速简便的方法,使用在任何实验室都可以很容易找到的设备——玻璃片和双面胶带来制备薄膜。
Stewart说:“我们用打孔器在双面胶带上打出一个个井来,然后将其粘贴到玻璃片上。”通过在磁带的每一个井中加入一个的量的墨水,然后将井加热到一个水蒸发的相对较低的温度或者结构开始熔化的相对较高的温度,他得到了各种各样的薄膜用来测试。
该研究小组说,他们并不惊讶于长纳米线薄膜具有高的导电性。电子通常很容易通过单个纳米结构,但是当它们不得不从一个结构跳到下一个结构时往往会被卡住,Wiley解释说,而长纳米线大大减少了电子“跳跃”的次数。
但他们对这种变化的剧烈程度感到惊讶。“长的银纳米线薄膜的电阻率比银纳米颗粒要低几个数量级,比纯银也只是大了10倍,”Stewart说。
该小组现在正在试验使用气溶胶喷墨打印机来在可用电路中打印银纳米线墨水。Wiley说,他们还想探索一下镀银的铜纳米线是否也能产生同样的效果,其比纯银纳米线生产起来要便宜得多。

同时,该薄膜可以经受各种弯曲和拉伸变形,其应用前景包括卷曲触摸屏,可穿戴电子产品,柔性太阳能电池和电子皮肤等等。

金沙9159游艺场官网,人机交互变迁史上,最重要的一次革命是2007年苹果发布了初代iPhone,首次大规模使用电容屏技术,掀起了手指触控交互的革命。

这一新型薄膜由银制可熔断纳米线组成,其制造方式是用微型的喷嘴将银制纳米线颗粒以超音速的速度喷射出去。本文的作者,伊利诺伊大学芝加哥分校机械工程系杰出教授AlexanderYarin说,经该方法得到的薄膜具有与银板的相近导电性能,并且还具有可媲美玻璃的透光性。

这场革命的背后,ITO材料起到了关键作用。

Yarin说,“银制纳米线是一种非常长而非常细的颗粒”。纳米线约20微米长,四条纳米线连在一起的长度与人的头发直径相当。但是纳米线的直径却不到其长度的千分之一,而且比可见光的波长要小得多,因此使得光的散射得以最小化。

但是随着5G的到来,柔性消费电子产品及大屏触控终端开始起来。而ITO为刚性材料,因其阻值高、易折断等缺点,难以应用于柔性屏及大尺寸触摸屏上。

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也就是说,5G时代ITO将需要寻找其他柔性导电材料替代者。

放眼目前的新材料领域,具备替代ITO方案的有银纳米线(silvernano
wire)、金属网格和石墨烯等柔性导电材料,而实际投入产业化应用效果较好的只有银纳米线。

银纳米线是指长度在微米尺度、直径在纳米尺度的一维银金属材料,其长径比可达1万以上。一般来说,银纳米线的长度越长、直径越小,其透光度越高、电阻越小。

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而银纳米线透明导电膜是指将银纳米线墨水材料涂抹在柔性衬底上,然后利用镭射光刻技术,刻画制成具有纳米级别银线导电网络图案的透明导电薄膜。

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相对于传统的在硬质材料衬底上沉积的ITO透明导电薄膜,在有机柔性基片上制备的透明导电薄膜在透光性、导电性等方面的性能更好。

深圳市华科创智技术有限公司是目前国内为数不多的掌握了银纳米线核心技术的厂商。

华科创智是一家以银纳米线技术为核心的集研发、生产及销售为一体的战略新材料领域的国家级高新技术企业,该公司能提供柔性透明导体全套解决方案,打造了以全新柔性透明电极为核心的全产业链。

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在银纳米线技术上,华科创智做到了全球顶尖,其全球首创的直径为8纳米的银纳米线,一举超过目前国际最先进的美国11纳米直径量产标准。

华科创智所研发的银纳米线具备导电性好、透光性佳、弯曲性优异、成本低、稳定性好、无摩尔纹等优势,是折叠手机乃至新一代人机交互的关键材料。

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因其优良的弯曲性、导电性及阻值低等特点,华科创智所研发的银纳米线已广泛应用于折叠类消费电子产品和大尺寸触摸终端两大领域。

在折叠类消费电子产品上,华科创智已经与京东方、维信诺等柔性OLED厂商合作,并参与开发了主流品牌新一代5G折叠手机;在大尺寸终端领域,已与视源股份、鸿合科技等厂商合作,推出了智能会议平板、智能交互黑板等大尺寸终端。

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2007年苹果发布了初代iPhone,掀起了触控交互革命。而在柔性屏及大尺寸触摸屏时代,华科创智所研发的银纳米线,将会强势替代ITO材料,掀起新一轮的柔性及大屏触控革命。

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