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设计可伸缩的装置和带有透明电极的显示器

2020年5月14日通过路加福音詹姆斯

韩国科学技术研究所(KIST)的研究人员开发了一种用银纳米线制造大面积、高度透明和可拉伸电极的工艺。

据研究团队称,这些电极可以用作可伸缩显示器,通过使用他们的技术,该团队可以制造出大面积(比a4纸大)的波纹银纳米线电极网络。

该研究小组在《先进功能材料》上发表了他们的研究论文,并描述了他们的技术和其用于形成结构上可拉伸的纳米线网络

在50%拉伸下可靠运行

设计用于可伸缩电子显示器——据报道,新的电子显示器即使被拉伸到原来尺寸的50%,或者被扭曲和卷起来,也能可靠地工作。yabosports官网

这个概念的证明包括一个KIST标志图案,它是一个透明交流驱动的电致发光器件,由波纹银纳米线为基础的可拉伸电极制成,将电致发光层的两面连接在一个弹性体衬底上。

通过溶剂退火减轻摩擦阻力

为了制造这种可拉伸的电极,研究团队首先在预拉伸的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄片上散布一个由纳米线组成的随机网络。研究小组随后用溶剂将纳米线浸湿,这样可以减少纳米线网络中单个纳米线浸湿时的摩擦阻力。

该网络中的每条银纳米线都可以与水一起工作,并重新排列成具有大曲率半径的弯曲结构,允许结构可靠地拉伸和弯曲。由于纳米线不会经历任何不稳定的条件,因此当材料被拉伸并随后松弛时,不会发生断裂。

可伸缩电致发光器件的原理图。

这个团队的概念证明的示意图——一个带有图案的可拉伸的电致发光装置被拉伸到原来尺寸的50%。图片由KIST

可拉伸的透明纳米线

通过以这种方式制造纳米线网络,KIST团队能够将衬底及其纳米线拉伸到初始尺寸的至少50%,同时据报道在拉伸-放松循环5000次的过程中保持透明度和导电性。该团队还声称,一种环境友好的生产工艺可以用于制造这种材料,即使用乙醇和水进行溶剂退火。

“通过这项研究开发的波纹银纳米线网络制成的可拉伸透明电极具有高度的导电性,不会因任何变形而改变。”KIST的李尚秀博士说。

可穿戴设备的福音?

透明电极对于智能手机和可穿戴设备上的触屏显示器至关重要。目前,以铟锡氧化物为基础的电极被用于这一目的,但它们很脆弱,因为在它们中发现了薄薄的金属氧化物层。这意味着它们不是很灵活。

然而,随着可伸缩装置有望在未来几年内成为主流,已经有了一些“可折叠”装置的例子——一场竞赛正在展开,以开发一种具有可伸缩功能的电极为其特征之一。

商业化的产品

如果KIST团队的产品商业化,它将改变消费电子和医疗技术等市场,可穿戴设备已经被广泛使用。yabosports官网以柔性屏幕为例,我们可能会看到屏幕更大的智能手表可以扭曲到佩戴者的手腕,或者可以附着在皮肤上并随之移动的医疗监测设备。

“由于该技术可用于大规模生产,预计将对可穿戴电子设备相关市场产生巨大影响,如高性能智能服装和医疗设备领域。”KIST的Jeong Gon Son博士说。