Vědci z Zhejiang University v Číně použili stříbrné nanočástice k výrobě průhledných a flexibilních LED obrazovek. Tato technika je nákladově efektivní a jednoduchá a lze ji použít, pokud nejsou vhodné neprůhledné obrazovky. Navíc v některých situacích mohou existující obrazovky být příliš křehké, když jsou připevněny k flexibilnímu povrchu.
Nový objev by mohl vést k novým funkcím pro technologický průmysl, jako jsou obrazovky vestavěné do oděvů nebo displeje vložené do stěn a oken.
Už mnoho let vědci hledají způsoby, jak vytvořit flexibilnější obrazovky. Většina studií se zabývala způsoby přizpůsobení skla nebo čirého plastu a zahrnovala sítě vysoce průhledných elektrických obvodů, které spojovaly různé části LED dohromady. Obvody na větších sítích byly vyrobeny buď s oxidem cínu india (ITO) nebo oxidem cínu dopovaným fluorem (FTO). Jedná se však o složitý a nákladný proces, při kterém se používají drahé suroviny a výsledkem jsou obrazovky, které jsou stále relativně tuhé a náchylné k prasknutí.
Výzvou pro prof. Liu Yanga a jeho kolegy bylo vložit síť vodičů, která byla dostatečně hustá, aby nesla elektrický proud, ale také dostatečně řídká, aby byla obrazovka průhledná.
Věděli, že stříbrné nanočástice obsahují vynikající vodivé, mechanické a optické vlastnosti propustnosti a lze je snadno syntetizovat a šířit po široké ploše, a proto začali zkoumat způsoby, jak je integrovat jako síť na povrchy.
Jak vysvětluje časopis Physics World, „Yang a jeho kolegové nejprve na výrobu svých nanowirů potáhli plastové a skleněné substráty speciálními maskami, které byly vyleptané sítěmi přímých linií. Po ošetření ve specializovaném roztoku se tyto linie staly lepivějšími než zbytek substrátů. Další proces nanášení stříkáním vedl k tomu, že se stříbro nanočástice tvořily pouze podél těchto lepkavých linií, čímž se vytvořila složitá síť. “
Zatímco předchozí studie již byly schopny použít nanovlákna jako elektrické sítě, ukázalo se, že dostatek obvodů pro praktické aplikace je náročné.
S využitím této nové techniky však tým Zhejiang dokázal překonat problém délky a vyrobil řadu 25 cm dlouhých, průhledných a vysoce stejných vodivých proužků.
Dále „Experimenty ukázali, že tyto proužky mají jak vysokou optickou vodivost, tak nízký odpor, což je činí lepší než předchozí materiály na bázi oxidu cínu. Kromě toho demonstrovali obrazovku, která hostila stříbrný nanowirový obvod až 1,2 metru; což umožňuje vyzařování červeného, zeleného a modrého světla s různým zkreslením , jak je vidět na konvenčních displejích. Nakonec ukázali, že když byl obvod uložen na polymerní substrát, jeho výkon zůstal stabilní, i když se ohnul na poloměr 15 mm - což potvrdilo jeho flexibilitu. “
Tým nyní zveřejnil své výsledky v časopise Optical Materials Express, kde prohlašuje, že tato nová metoda nanowire by mohla nahradit obvody na bázi oxidu cínu v transparentních zobrazovacích aplikacích.
„Transparentní LED obrazovky fungují podobně jako tradiční LCD nebo LED televizory, ale skutečnost, že neblokují světlo, umožňuje kreativní aplikace, které nejsou možné s konvenční technologií zobrazení,“ řekl Yang, hlavní autor studie. "Obvody, které jsme vyrobili, jsou vysoce průhledné, vodivé a flexibilní, a proto jsou velmi slibné jako náhrada za průhledné obvody používané dnes."
Vědci zkoumají různé typy povlaků, aby lépe chránili obvody, a vyvíjejí zlepšenou adhezi substrátu. Další cestu studie zahrnuje sendvičování obvodů mezi různými materiály pro ještě robustnější ochranu. Přístup, který by mohl také umožnit jednodušší cestu údržby, pokud by byl materiál snadno odstranitelný.
Nakonec stříbrné nanočástice vytvářejí ideální surovinu pro obrazovky příští generace, přičemž využívají svých vlastností pevnosti, flexibility, elektrické vodivosti a optického přenosu, a to vše za relativně nízkou cenu.
"Vzhledem k naší velmi jednoduché a levné výrobní metodě a vlastní flexibilitě stříbrných nanočástic by tyto nové průhledné vodivé obvody mohly snížit náklady a rozšířit použití průhledných LED obrazovek na stále flexibilnější oblasti ohýbané velkým úhlem."
Fotografický kredit: Opticalmaterialsexpress
