銀ナノワイヤーは、透明な導電性フィルムの作成に役立ちました

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ビデオ: 電気の流れる透明な紙 2022, 十一月
銀ナノワイヤーは、透明な導電性フィルムの作成に役立ちました
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Anonim
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銀ナノフィラメントメッシュ

ドイツとスウェーデンの科学者は、さまざまな柔軟性の導電性ポリマー材料を製造するための技術を開発し、それらの機能特性をテストしました。導電性は、長さ対厚さの比率が1000になるように引き伸ばされた銀ナノワイヤーによって提供されました。化学者は、太陽電池の表面の材料と曲げ可能な電子デバイス用の柔らかい多層コンデンサーフィルムの有効性をテストし、導電性フィルム。この研究はScientificReportsに掲載されています。

電子デバイスの材料の特性を改善するために、改質複合材料が開発されています。それらは導電性フィルム用に印刷可能なフォトポリマーであり、光にさらされるとその特性が変化するポリマーです。材料の構造的および機械的特性はポリマーマトリックスによって決定され、導電性は改質剤に依存します。ナノサイズの金属粒子が添加剤としてよく使用されます。球状の金属ナノ粒子が追加されたフィルムに電流が現れるためには、電子が1つの粒子から別の粒子にトンネリングする必要があります。さらに、このような材料は光の透過が不十分であり、高濃度ではナノ粒子が凝集する傾向があります。

別の解決策は、ナノフィラメントネットワークでポリマーを作成することです。フィルムは工業規模で製造でき、フレキシブル電子デバイスの作成に使用できます。フィルムの表面抵抗は、約90%の透過値で1平方あたり30オーム以下です。これらの特性により、この材料はソーラーパネルの酸化インジウムスズの優れた代替品になります。また、金属ナノ粒子に対するプラズモン効果を使用して、バイオセンサーやオプトエレクトロニクスデバイスを作成できます。

ハンブルク大学のTomkeGlierらは、さまざまな柔軟性のあるフィルムを作成し、新しいフィルムで覆われた太陽電池の効率をテストしました。さらに、研究者たちは電子機器用のフレキシブルフィルムの特性を研究しました。前述のポリオール法により、著者らは、厚さ数十ナノメートル、長さ10〜20マイクロメートルのナノワイヤーのネットワークを得ることができました。銀ナノグリッドの層は、より硬い(太陽電池の外層を作成するため)またはより柔らかいポリマー(柔軟なコンデンサーを作成するため)のいずれかでコーティングされました。その後、紫外線に10分間さらした結果、ポリマーが固化しました。複合材料の構造と形態は、電子顕微鏡、プロフィロメトリー、エリプソメトリー、およびX線散乱(ビームのかすめ入射による小角X線散乱の方法を含む)によって研究されました。

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ソーラーパネルの光学顕微鏡画像(d)フィルムなし(e)銀ナノグリッドの1層(f)ポリマーの1層(g)銀ナノグリッドとポリマーの複合材料の層。画像の上部には、光電流の値が示されています。

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得られたフレキシブルコンデンサの写真

研究者たちは、太陽電池をコーティングするための固体透明ポリマー中のナノワイヤーの濃度を変えることにより、複合フィルムを作成する組成と方法を最適化しました。表面抵抗は、波長700ナノメートルの光透過率90%で1平方あたり13オームでした。著者らは、柔軟なポリマーマトリックスを使用して、約7ピコファラッドの容量を持つ複合コンデンサを入手して特性評価しました。著者によると、このようなフィルムは、レイヤーごとの3D印刷のかなりシンプルで手頃な方法で作成できます。

ナノ粒子を含む材料で生じる効果は、より複雑なデバイスに使用できます。たとえば、メキシコと米国の研究者は、光共振器の効率を改善した金ナノロッドを使用したフィルムを作成しました。

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