Platt -tv, datorer och mobiltelefonskärmar kräver alla transparenta elektriska ledare för att ansluta inbäddade elektriska enheter utan att hindra bakbelysning. Indiumtennoxid (ITO) används för närvarande för detta ändamål, men det är dyrt och ömtåligt. Ett billigt alternativ, baserad på en kompositfilm gjord av grafen och en ferroelektrisk polymer, är nu tillgänglig tack vare ett internationellt forskargrupp, inklusive forskare från A*STAR Institute of Materials Research and Engineering (IMRE) i Singapore.

Grafen är transparent eftersom den endast består av ett enda lager kolatomer. "Grafen kan visa en hög elektrisk konduktivitet och är också starkare och mycket mer flexibel än indiumtennoxid, och kan därför även användas för vikbara skärmar och tunna solceller, "förklarar Guangxin Ni, en doktorand i forskargruppen.

Även om det är väldigt tunt, grafens enda lager av kolatomer bildar stark, hårda bindningar som förklarar dess goda mekaniska och elektriska egenskaper. I sitt orörda tillstånd, dock, grafens elektriska konduktans är låg eftersom den har väldigt få fria elektroner som kan bära en elektrisk ström. Injektion av elektriska laddningar, vanligtvis genom att applicera en elektrisk spänning, kan öka konduktiviteten; dock, detta är oönskat i konsumentenheter eftersom det använder elektrisk ström.

Ni och hans medarbetares tunna film erbjuder en mer permanent lösning. De kombinerade grafen med en ferroelektrisk polymer, som har en konstant elektrisk laddning på sin yta. De odlade grafen på en kopparfolie genom att avdunsta organiska prekursormolekyler, och avsatte sedan polymeren ovanpå som en tunn film från lösning. Vid nära kontakt, det elektriska fältet från polymeren inducerade elektriska laddningar i grafen. Detta ökade grafens elektriska konduktivitet med en faktor 12.

Fördelen med detta tillvägagångssätt är att denna avgiftsdonation är extremt långvarig, obegränsat i teorin, och varken skadar materialet eller väsentligt äventyrar grafens höga optiska transparens, konstaterar teammedlem Kui Yao från IMRE. Dessutom, tillverkningsprocessen är mycket skalbar och lämplig för industriella applikationer.

Innan du utvecklar kommersiella applikationer, ännu högre konduktiviteter är önskvärda:ledningsförmågan hos ITO är fortfarande cirka 20% bättre än hybridgrafen -ferroelektrisk polymer. Ändå, forskargruppen strävar efter att övervinna denna barriär och till och med fördubbla filmens konduktivitet genom att optimera och förbättra designen och tillverkningen av dessa grafen/polymeranordningar. Om det lyckas, teamet kommer att kraftigt förbättra den kommersiella potentialen hos denna transparenta ledare, och föra den breda kommersiella tillämpningen av grafen ett steg närmare.