銅納米線薄膜可顯著降低電子設(shè)備成本
現(xiàn)已步入商業(yè)制造階段
2011年09月28日 10:13 5114次瀏覽 來(lái)源: 中國(guó)有色網(wǎng) 分類: 新技術(shù)
科技日?qǐng)?bào)引自美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)9月27日消息,美國(guó)杜克大學(xué)的科學(xué)家研制出了一種新型納米結(jié)構(gòu),其具有降低手機(jī)、電子閱讀器和iPad等顯示器制造成本的潛力,亦能幫助科學(xué)家構(gòu)建可折疊的電子產(chǎn)品并提升太陽(yáng)能電池的性能,目前已進(jìn)入商業(yè)制造階段。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在近期出版的《先進(jìn)材料》網(wǎng)絡(luò)版上。
該校的化學(xué)家本·威利及其學(xué)生亞倫·萊斯梅爾開發(fā)出的這種新技術(shù)可在水中“管理”銅原子,并形成長(zhǎng)而薄但不聚集凝結(jié)分布的納米線。這種納米線隨后可轉(zhuǎn)變成透明的導(dǎo)電薄膜,覆蓋于玻璃或塑料之上。這項(xiàng)新的研究表明,銅納米線薄膜與目前用于電子設(shè)備和太陽(yáng)能電池上的薄膜具有相同的特性,但制造成本卻可顯著降低。
目前連接電子屏幕像素的薄膜是由銦錫氧化物(ITO)制成的,其透明程度很高,對(duì)于信息也具有良好的傳導(dǎo)性。但I(xiàn)TO薄膜必須通過(guò)蒸汽沉積,這個(gè)過(guò)程十分緩慢,而且含有ITO的設(shè)備很容易裂開。此外,銦也是一種昂貴的稀土元素,每千克的價(jià)格高達(dá)800美元左右。“這些問(wèn)題都促使全球的科學(xué)家盡力尋找更加經(jīng)濟(jì)的材料,如同油墨一般,能更快速地鍍?cè)诨蛴∷⒃谒璧牟牧媳砻?,形成低成本的透明?dǎo)電薄膜。”威利說(shuō)。
ITO薄膜的替代方法之一是使用含銀納米線的油墨。今年,第一款屏幕由銀納米線制成的手機(jī)將會(huì)面市。但銀與銦類似,仍然十分昂貴,每千克價(jià)格可達(dá)1400美元。而相比之下,銅的含量十分豐富,可比銦或者銀充足一千余倍,價(jià)格也要便宜大概100倍,每千克僅為9美元。
2010年,威利帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)表示,有可能研制出能夠覆蓋在玻璃上的銅納米線層,從而形成透明的導(dǎo)電薄膜。但由于銅納米線經(jīng)常聚集在一起,當(dāng)時(shí)制成的薄膜性能還未達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn),而此次采用的新方法則解決了這一難題。
研究小組制成的銅納米線還在彎折次數(shù)上有了較大突破,在來(lái)回彎曲1000次以后,其仍能保持傳導(dǎo)性和形狀。與此相比,ITO薄膜的傳導(dǎo)性和結(jié)構(gòu)在幾次彎折后就會(huì)損壞。
目前威利參與創(chuàng)建的“納米熔爐”公司已開始制造可商業(yè)應(yīng)用的銅納米線,訂單狀況十分火爆。他表示,柔性銅納米線低成本、高效能的特性,使其成了下一代顯示器和太陽(yáng)能電池的自然選擇。隨著此項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展,未來(lái)的顯示器將更加輕薄、可靠,太陽(yáng)能也將比化石燃料等更具競(jìng)爭(zhēng)力。
總編輯圈點(diǎn)
這是一項(xiàng)替代性技術(shù),使電子屏幕生產(chǎn)擺脫了對(duì)稀缺資源的依賴,降低成本,提高效率;這更是一項(xiàng)顛覆性技術(shù),將改變當(dāng)前電子產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)理念,汽車玻璃能成為通透的顯示器,平板電腦可以折疊裝入口袋,透明手機(jī)、輕薄可折疊的電子報(bào)紙等概念設(shè)計(jì)都會(huì)成為普及的產(chǎn)品;這也是一項(xiàng)有“錢景”的技術(shù),火爆的訂單可能預(yù)示著新一代電子制造業(yè)巨頭的誕生。它能否詮釋科技改變生活、引領(lǐng)未來(lái)、創(chuàng)造財(cái)富的作用,我們拭目以待。
責(zé)任編輯:安子
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