Учені розробили технологію отримання нановолокон мідь, яка може служити прозорими провідниками і електродами для сонячних батарей або плоско-панельних телевізорів і комп'ютерних дисплеїв, що дозволить значно понизити їх вартість, повідомляється в статті дослідників, опублікованій в журналі Advanced Materials.
В даний час для виготовлення прозорих електродів, необхідних для сонячних батарей або утворення сітки точок зображення на плоских панелях дисплеїв, використовуються тонкі плівки змішаного оксиду олова і індію (indium tin oxide - ITO). Створений на основі двох напівпровідникових матеріалів, ITO володіє високою провідністю і прозорістю, проте, у міру розвитку технологій, застосовувати його стає все складнішим. Так, ITO володіє невисокою міцністю, а тому непридатний для створення гнучких дисплеїв. Крім того, природні запаси індію досить обмежені, що вже зараз приводить до зростання вартості ITO.
Альтернативою цьому матеріалу можуть служити електроди на основі нановолокон срібло, що володіє хорошою електропровідністю, гнучкістю і прозорістю для видимого світла, проте вартість металу також не дозволяє зробити прозорі електроди на його основі достатньо дешевими.
Автори нової розробки, команда Бенджаміна Вілі (Benjamin Wiley) з Університету Дьюка в США розробила метод вирощування нановолокон з міді - широко поширеного і доступного металу, що володіє високою електропровідністю. У своїй роботі учені показали, що експериментальні електроди на основі сітки нановолокон міді володіють прозорістю, що перевищує таку у срібних нанониток, а також стійкі до деформацій на вигин.
"Ноу хау" Вілі - це рідинний метод вирощування нановолокон міді, що раніше ніколи не спостерігався. Звичайно нановолокна різних матеріалів вирощують, облягаючи різними хімічними методами матерію з газової фази, проте Вілі вдалося продемонструвати, що аналогічний механізм працює і у разі водних розчинів.
Згідно його методиці, в розчині, що містить солі мідь і декілька додаткових компонентів, починається зростання кристалів металу, які на певному етапі продовжують своє зростання тільки в одному з можливих напрямів, формуючи сітку нановолокон.
Учений упевнений, що одержані таким чином масиви наноматеріалів можна буде в майбутньому наносити на поверхні за допомогою простої технології "з валика на валик", що використовується, зокрема, при друці газет і журналів.
Ця технологія перед комерціалізацією потребує вдосконалення: ученим необхідно добитися зменшення "злипання" нановолокон, що дозволило б добитися більшої прозорості електродів на їх основі і додатково підвищило б електропровідність. За словами Вілі, це всього лише питання часу, оскільки методи отримання матеріалів з розчину дають дослідникам широке поле для експериментів і модифікування технології.
"Ми вважаємо, що використання матеріалу в тисячі разів дешевшого, ніж існуючі аналоги, буде дуже привабливим для венчурних компаній і інвесторів, що працюють у сфері мікроелектроніки і сонячної енергетики, що украй потребує цих прозорих електродів", - підсумував Вілі, слова якого наводить прес-служба університету.