Genève: Forskare har utvecklat nya 3D-utskrivna genomskinliga elektroder, bestående av ett guld- eller silver “nano”-nät på en glasyta, som kan hjälpa till att skapa mer effektiva och exakta pekskärmar för smartphones. Det här är första gången som forskare har skapat sådana nanofibrer med hjälp av 3D-utskrift.
Varje pekskärm vi använder kräver genomskinliga elektroder – enhetens glasyta är belagd med ett mycket synligt mönster av ledande material. De nya elektroderna som utvecklats av forskare vid ETH Zürich i Schweiz är mer ledande och transparenta än de som är gjorda med indiumtennoxid, standardmaterialet som används i smartphones och surfplattor idag.
Detta är en klar fördel – ju mer genomskinliga elektroderna är, desto bättre skärmkvalitet. Ju mer ledande de är, desto snabbare och mer exakt fungerar pekskärmen. Patrik Rohner, doktorand vid ETH, sa: “Indiumtennoxid användes eftersom materialet har relativt hög transparens och produktionen av tunna lager har studerats väl, men det leder bara elektricitet. med måtta”. För att skapa fler ledande elektroder valde forskarna guld och silver, som är mycket bättre ledare av elektricitet.
Men eftersom dessa metaller inte är genomskinliga, var forskarna tvungna att använda en tredje dimension. “Om du vill uppnå både hög ledningsförmåga och transparens i ledare gjorda av dessa metaller kommer du att ha en målkonflikt”, säger Dimos Poulikakos, professor vid ETH. “När tvärsnittsarean för guld- och silvertrådarna ökar, ökar konduktiviteten, men rutnätets transparens minskar”, säger Poulikakos.
Forskarna använde metallväggar endast 80 till 500 nanometer tjocka, som nästan är osynliga när de ses ovanifrån. Eftersom de är två till fyra gånger högre än de är breda, är tvärsnittsarean, och därför den elektriska ledningsförmågan, tillräckligt hög. Dessa små metallväggar tillverkas med en tryckprocess som kallas Nanodrip.
I denna process använde forskarna bläck tillverkat av metallnanopartiklar i ett lösningsmedel; Det elektriska fältet drar mikroskopiska metalliska bläckdroppar ut ur glaskapillärröret. Lösningsmedlet avdunstar snabbt, vilket gör att 3D-strukturen kan byggas droppe för droppe. Forskarna lyckades skapa denna speciella droppform genom att perfekt balansera den metalliska bläckkompositionen och det använda elektromagnetiska fältet.
Nästa stora utmaning nu blir att uppgradera metoden och utveckla tryckprocessen ytterligare så att den kan göras i industriell skala.
