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Einfache Technik, zum von Transparenten, Elektrisch Leitfähigen Kohlenstoff Nanotube-Filmen Zu Produzieren

Published on October 29, 2012 at 6:19 AM

Ein Rice University-Team hat nach einer Methode geschlagen, um transparente Folien von elektrisch leitfähigen Kohlenstoff nanotubes, ein Ziel fast zu produzieren, das auf der ganzen Welt von den Forschern gesucht wird.

Ein Dünnfilm von reinen Kohlenstoff nanotubes produzierte am Rice University-Showversprechen als Bauteil von flexiblen, transparenten mit Berührungseingabe Bildschirmen. (Pasquali Labor/Rice University)

Das Labor des Reisforschers Matteo Pasquali fand, dass Dias in eine Lösung von reinen nanotubes im chlorosulfonsauer sauren links (CSA) sie mit einem sogar Mantel von nanotubes eintauchten, die, nach der Weiterverarbeitung, keine der Nachteile hatten, die mit anderen Methoden gesehen wurden.

Die Filme sind möglicherweise für flexible elektronische Anzeigen und mit Berührungseingabe Bildschirme, entsprechend dem Papier geeignet, das diesen Monat im Amerikanische Nano Chemikalien-Gesellschaftszapfen ACS veröffentlicht wird.

„Ich denke, dass diese die Methode sein könnte, die leistungsstarke transparente Elektroden in der Zukunft gemacht werden,“ sagte Pasquali, einen Professor der chemischen und biomolekularen Technik und der Chemie. „Die Lösung ist Geradeaus. Es ist ein sehr einfacher Prozess.“

Die Methode ist zu Hochdurchsatz Prozessen wie Schlitz ersteigbar, die Dia- und Rollenbeschichtung verwendet durch Industrie, Pasquali sagte.

Eine frustrierende Eigenschaft von nanotubes, besonders die lange, ist, dass sie in den geläufigen Lösungsmitteln sich anziehen und es eine Herausforderung sie zerstreuen lassen. Lange nanotubes werden geglaubt, um die Taste zu den leistungsstarken Filmen zu sein.
Gruppe

Forscher haben andere Methoden versucht, sie vom Ansammeln zu halten, sagte Pasquali. Functionalizing-nanotubes - sie mit Chemikalien kleidend - können sie, aber sie weniger attraktiv miteinander machen vermindert ihre wünschenswerten elektrischen Eigenschaften. Kombinationen von Tensiden und Sonorisierung sind auch versucht worden, aber die nanotubes brechen während der Sonorisierung, und das Tensid verlässt einen Rückstand, der nicht weg gewaschen werden kann, sagte er.

Diese Methoden, kombiniert mit verschiedenen Mittelwerten der mechanischen Beschichtung, sind angewendet worden, um nanotube Filme, aber keine zu erstellen mit dem Qualitätsniveau erzielt durch das Pasquali-Labor. Die Reisfilme, die von nanotubes Tausenden Zeiten gemacht werden, die länger, als sind sie sind, bleiben elektrisch Stall nach mehr breit, als drei Monate, Studenten im Aufbaustudium und führenden Autor Francesca Mirri sagten.

Die nanotubes mussten eine Feuerprobe buchstäblich führen. „(CSA) ist die Säure, die wir gewöhnlich in unserem Labor verwenden, also die erste Sache sagen wir, wann wir einen neuen Typ Kohlenstoff nanotubes sind, ` O.K., ließen uns es in Säure einsetzen erhalten und sehen, was geschieht,'“ sagte Mirri. In der vorhergehenden Forschung Pasqualis hatte Labor bestimmt, dass CSA hochwertige nanotubes auflösen kann, weil die Säure abstoßende Kräfte zwischen den Gefäßen verursacht, die die Packwagen der Waals-Kraft ausgleichen, die sie zusammen zeichnet.

Mirri und ihre Kollegen produzierten Filme, indem sie einzel- oder doppelwandige Kohlenstoff nanotubes mit CSA in den verschiedenen Konzentrationen kombinierten. Sie tauchten Objektträger in die nanotube Lösungen mit einer motorisierten Waffe, um sogar beschichten sicherzustellen ein, während die Dias ständig entnommen wurden.

Sie verwendeten Chloroform, um die Säure zu gerinnen und die Dias zu trocknen, gefolgt von einer Wäsche des Diethylethers. Die Forscher waren überrascht zu finden, dass das Chloroform nicht die dünne flüssige Schicht störte. Das Ergebnis war ein Film einige nm dick, die den besten Kompromiss zwischen Transparenz und Schichtwiderstand lieferten, eine Maßnahme Leitfähigkeit.
Nanotube-Filme

Mirri sieht nanotube Filme als durchführbare Alternative zum Indiumzinnoxid (ITO), die aktuelle leitfähige Standardschicht in den transparenten Bildschirmanzeigen. „Jeder verwendet ITO für kommerzielle Anwendungen, aber das Problem ist es ist ein keramisches und wirklich zerbrechlich,“ sagte sie. „Es ist nicht für flexible Elektronik gut und benötigt auch hohe Temperatur oder Vakuumverfahren zu produzieren; dieses verwendet mehr Energie und macht sie teurer.

„Unser Dünnfilm für etwas wie einen Handy würde sehr wenig Material - einige Mikrogramme nanotubes benötigen - also würde es nicht, dass teuer, aber es ähnliche Eigenschaften in der Transparenz und Leitfähigkeit zu ITO haben würde,“ sie sagte sein.

Mitverfasser sind ehemaliger Habilitationsforscher Anson MA, jetzt ein Assistenzprofessor an der Universität von Connecticut; Habilitationsforscher Shannon Eichmann und Tienyi Theresa HSU; ehemaliger Student im Aufbaustudium Natnael Behabtu, jetzt ein Forscher bei Du Pont; Student im Aufbaustudium Colin-Junge; und älterer Nichtgraduierter Dmitri Tsentalovich, der ganzer Reis.

Die Forschung wurde vom Luftwaffen-Büro der Wissenschaftlichen Forschung, von den Luftwaffen-Forschungslabors und vom Robert A. Welch Foundation unterstützt.

Last Update: 29. October 2012 07:36

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