Mycket ledande ultratunn film på huden mellan klämmorna. Kredit:Sam Yoon/ Korea University
En ultratunn film som är både transparent och mycket ledande för elektrisk ström har tagits fram med en billig och enkel metod som tagits fram av ett internationellt team av nanomaterialforskare från University of Illinois vid Chicago och Korea University.
Filmen - faktiskt en matta av trasslig nanofiber, elektropläterad för att bilda en "självkopplad kopparnano-kycklingtråd"-är också böjbar och töjbar, erbjuder potentiella applikationer i upprullningsbara pekskärmar, bärbar elektronik, flexibla solceller och elektronisk hud.
Fyndet rapporteras i 13 juni -numret av Avancerade material .
"Det är viktigt, men svårt, att göra material som är både transparenta och ledande, "säger Alexander Yarin, UIC -framstående professor i maskinteknik, en av två motsvarande författare till publikationen.
Den nya filmen etablerar en "världsrekordkombination av hög transparens och lågt elektrisk motstånd, "den senare minst 10 gånger större än den tidigare befintliga posten, sa Sam Yoon, som också är en motsvarande författare och professor i maskinteknik vid Korea University.
Filmen behåller också sina egenskaper efter upprepade cykler av kraftig sträckning eller böjning, Yarin sa - en viktig egenskap för pekskärmar eller bärbara enheter.
Tillverkningen börjar med att elektrospinna en nanofibermatta av polyakrylonitril, eller PAN, vars fibrer är ungefär en hundradel av diametern på ett människohår. Fibern skjuter ut som en snabbt slingrande nudel, som vid avsättning på en yta skär sig en miljon gånger, Sa Yarin.
"Nanofibern snurrar ut i en spiralkotte, men bildar fraktalslingor under flygning, "Sa Yarin." Slingorna har slingor, så det blir väldigt långt och väldigt tunt. "
Den nakna PAN -polymeren leder inte, så det måste först stänkbeläggas med en metall för att locka till metalljoner. Fibern galvaniseras sedan med koppar - eller silver, nickel eller guld.
Elektrospinning och galvanisering har båda relativt hög genomströmning, kommersiellt gångbara processer som bara tar några sekunder vardera, enligt forskarna.
"Vi kan sedan ta de metallpläterade fibrerna och överföra till valfri yta-handens hud, ett löv, eller glas, "Yarin sa. En ytterligare applikation kan vara som en nanostrukturerad yta som dramatiskt ökar kylningseffektiviteten.
Yoon sa att "självfusionen" genom galvanisering vid fiberkorsningarna "dramatiskt minskade kontaktmotståndet." Yarin noterade att de metallpläterade korsningarna underlättade perkolering av den elektriska strömmen-och står också för nanomaterialets fysiska motståndskraft.
"Men det mesta är hål, " han sa, vilket gör den 92 procent transparent. "Du ser det inte."