Johns Hopkins materialforskare har hittat en ny användning för en kemisk förening som traditionellt sett har setts som en elektrisk ledare, ett ämne som låter elektricitet flöda genom det. Genom att orientera föreningen på ett annat sätt, forskarna har gjort det till en tunnfilmsisolator, som istället blockerar flödet av el, men kan inducera stora elektriska strömmar någon annanstans. Materialet, kallas lösningsavsatt beta-aluminiumoxid, kan ha viktiga tillämpningar inom transistorteknik och i enheter som elektroniska böcker.

Upptäckten beskrivs i novembernumret av tidskriften Naturmaterial och dyker upp i en tidig onlineupplaga.

"Denna form av natrium beta-aluminiumoxid har några mycket användbara egenskaper, " sa Howard E. Katz, en professor i materialvetenskap och teknik som ledde forskargruppen. "Materialet produceras i flytande tillstånd, vilket innebär att det enkelt kan deponeras på en yta i ett exakt mönster för bildandet av tryckta kretsar. Men när den är uppvärmd, det bildar ett fast ämne, tunn transparent film. Dessutom, det tillåter oss att arbeta vid låga spänningar, vilket innebär att det kräver mindre kraft för att inducera användbar ström. Det betyder att dess applikationer kan fungera med mindre batterier eller anslutas till ett batteri istället för ett vägguttag."

Genomskinligheten och tunnheten hos materialet (den härdade filmen är bara i storleksordningen 100 atomer tjock) gör den idealisk för användning i de allt mer populära e-boksläsarna, som förlitar sig på genomskinliga skärmar och bärbara strömkällor, sa Katz. Han tillade att möjliga transportapplikationer inkluderar instrumentavläsningar som kan visas i vindrutan på ett flygplan eller ett markfordon.

Uppkomsten av natrium beta-aluminiumoxid som en isolator var en överraskande utveckling, sa Katz. Föreningen, känd i decennier, har traditionellt använts för att leda elektricitet och har därför ansetts vara en möjlig batterikomponent. Materialet tillåter laddade partiklar att flyta lätt parallellt med ett tvådimensionellt plan bildat inom dess distinkta atomära kristallina arrangemang. "Men vi fann att strömmen inte flyter lika lätt vinkelrätt mot planen, eller i oorienterat material, ", sa Katz. "Materialet fungerar som en isolator istället för en ledare. Vårt team var först med att utnyttja denna upptäckt."

Johns Hopkins-forskarna utvecklade en metod för att bearbeta natrium beta-aluminiumoxid på ett sätt som utnyttjar detta isoleringsbeteende som uppstår i form av en tunn film. Att arbeta med Johns Hopkins Technology Transfer-personal, Katz team har ansökt om internationellt patentskydd för sin upptäckt.

Mer information:

• Naturmaterial Onlineartikel:www.nature.com/nmat/journal/va … t/full/nmat2560.html
• A Naturmaterial kommentar om Katz-teamets forskning:www.nature.com/nmat/journal/v8 … 1/full/nmat2552.html

Källa:Johns Hopkins University (nyheter:webb)