(PhysOrg.com) -- Eftersom marknaden för LCD-skärmar och annan elektronik fortsätter att driva upp priset på indium - materialet som används för att göra de transparenta indiumtennoxidelektroderna i dessa enheter - har forskare letat efter en mindre kostsamt och mer dynamiskt alternativ, särskilt för användning i framtida flexibel elektronik.

Förutom det höga priset, ITO har flera nackdelar. Det är sprött, vilket gör det opraktiskt för användning i flexibla displayer och solceller, och det finns en brist på tillgänglighet av indium, som främst finns i Asien. Ytterligare, produktionen av ITO-filmer är relativt ineffektiv.

Nu, forskare vid UCLA rapporterar i tidskriften ACS Nano att de har utvecklat en unik metod för att tillverka transparenta elektroder som använder silver nanotrådar i kombination med andra nanomaterial. De nya elektroderna är flexibla och mycket ledande och övervinner begränsningarna förknippade med ITO.

För en tid, silver nanotråd (AgNW) nätverk har setts som lovande kandidater för att ersätta ITO eftersom de är flexibla och varje tråd är mycket ledande. Men komplicerade behandlingar har ofta krävts för att smälta korsade AgNW för att uppnå lågt motstånd och god vidhäftning av substrat. För att ta itu med detta, UCLA-forskarna visade att genom att smälta AgNW med metalloxidnanopartiklar och organiska polymerer, de skulle effektivt kunna producera mycket transparenta ledare.

Teamet av forskare representerar ett samarbete mellan institutionen för materialvetenskap och teknik vid UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science; institutionen för kemi och biokemi vid UCLA College of Letters and Science; och California NanoSystems Institute (CNSI) vid UCLA.

Teamet leddes av Yang Yang, professor i materialvetenskap och teknik, och Paul Weiss, direktör för CNSI och professor i materialvetenskap och teknik samt i kemi och biokemi.

"I det här arbetet, vi visar en enkel och effektiv lösningsmetod för att uppnå högledande AgNW-kompositfilmer med utmärkt optisk transparens och mekaniska egenskaper, " sa Yang som också leder Nano Renewable Energy Center vid CNSI. "Detta är den överlägset bästa lösningen:en bearbetad, transparent elektrod som är kompatibel med en mängd olika substratval."

Forskare kan enkelt spraya en yta med nanotrådarna för att göra en transparent matta, men utmaningen är att få silvernanotrådarna att fästa på ytan säkrare utan användning av extrema temperaturer (200°C) eller höga tryck, steg som gör nanomaterialen mindre kompatibla med de känsliga organiska materialen som vanligtvis används för att göra flexibel elektronik.

För att möta denna utmaning, Rui Zhu, tidningens första författare, utvecklat en lågtemperaturmetod för att göra högpresterande transparenta elektroder av silver nanotrådar med hjälp av spraybeläggning av en unik kombination av nanomaterial.

Först, forskare sprutade en lösning av kommersiellt tillgängliga silver nanotrådar på en yta. De behandlade sedan nanotrådarna med en lösning av titandioxidnanopartiklar för att skapa en hybridfilm. När filmen torkar, kapillärkrafter drar ihop nanotrådarna, förbättra filmens konduktivitet. Forskarna belagde sedan filmen med ett lager ledande polymer för att öka trådarnas vidhäftning till ytan.

AgNW -kompositmaskorna är mycket ledande, med utmärkt optisk transparens och mekaniska egenskaper. Forskargruppen byggde också solceller med de nya elektroderna och fann att deras prestanda var jämförbar med den hos solceller gjorda med indiumtennoxid.