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超高導電的超級薄膜——柔性屏幕、電子皮膚的新福音

2016年07月19日 10:16 6853次瀏覽 來源：   分類： 新技術

    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結的納米銅導線–鐵絲織網。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。
      “納米纖維在一個螺旋錐中轉動，但是在飛行中形成分形環(huán)行。”Alexander 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。“此外，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‘自熔’，可大幅度降低接觸電阻。”Alexander Yarin教授補充道。“鍍金屬的連接處實現了電流逾滲，同時也有利于保護納米材料的物理彈性。” “由于大部分是微孔。”Alexander Yarin教授說。“這就使得薄膜能呈現92%的透明度！”

責任編輯：趙天寧

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