University of Houston forskare har utvecklat en ny töjbar och transparent elektrisk ledare, vilket ger möjligheten till en helt hopfällbar mobiltelefon eller en platt-TV som kan fällas ihop och bäras under armen närmare verkligheten.

Zhifeng Ren, en fysiker vid University of Houston och huvudforskare vid Texas Center for Superconductivity, sa att det länge har funnits forskning om bärbar elektronik som kan rullas ihop eller på annat sätt lätt transporteras. Men ett material som är transparent och har både den nödvändiga flexibiliteten och konduktiviteten har visat sig svårfångat – vissa material har två av komponenterna, men tills nu, att hitta en med alla tre har varit svårt.

Nanomesh-elektroderna i guld producerade av Ren och hans forskningskollegor Chuan Fei Guo och Tianyi Sun vid UH, tillsammans med två kollegor vid Harvard University, ger god elektrisk ledningsförmåga samt transparens och flexibilitet, forskarna rapporterar i en tidning publicerad online tisdag i Naturkommunikation .

Materialet har också potentiella tillämpningar för biomedicinska apparater, sa Ren, huvudförfattare på tidningen. Forskarna rapporterade att guld nanomesh elektroder, producerad av den nya korngränslitografin, öka motståndet endast något, även vid en belastning på 160 procent, eller efter 1, 000 cykler vid en belastning på 50 procent. Nanomesh, ett nätverk av helt sammankopplade guld nanotrådar, har god elektrisk ledningsförmåga och transparens, och har "ultra hög töjbarhet, " enligt tidningen.

Och till skillnad från silver eller koppar, guld nanomesh oxiderar inte lätt, vilket Ren sa orsakar en kraftig nedgång i elektrisk ledningsförmåga i silver och koppar nanotrådar. Guo sa att gruppen är den första att skapa ett material som är transparent, töjbar och ledande, samt den första att använda korngränslitografi i strävan att göra det. Mer viktigt, han sa, det är den första som erbjuder en tydlig mekanism för att producera ultrahög töjbarhet.

Korngränslitografin involverade en metalliseringsprocess med två skikt, som inkluderade ett maskskikt av indiumoxid och ett offerskikt av kiseloxid och ger bra kontroll över nätstrukturens dimensioner.

"Detta är mycket användbart för området hopfällbar elektronik, " Sa Guo. "Den är mycket mer transportabel." Sun noterade att den koreanska elektroniktillverkaren Samsung demonstrerade en mobiltelefon med böjbar skärm i oktober; LG Electronics har introducerat en böjd mobiltelefon som är tillgänglig nu i Asien.

Men varken är riktigt vikbar eller töjbar, istället böjs något för att bättre passa mot användarens ansikte. "För den typen av enhet, vi behöver något flexibelt, transparent, "Sun sa om en hopfällbar telefon. "Om vi ​​vill utveckla den tekniken, vi behöver något annat, och något annat kan vara tekniken vi utvecklar."

Ren noterade att även om guld nanomesh är överlägset andra testade material, även den gick sönder och det elektriska motståndet ökade när det sträcktes. Men han sa att konduktiviteten återupptogs när den återgick till de ursprungliga dimensionerna.

Det visade sig inte vara sant med silver, han sa, förmodligen på grund av hög oxidation. Arbetet vid University of Houston finansierades av Department of Energy, medan det vid Harvard finansierades av ett anslag från National Science Foundation.