據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)9月27日（北京時(shí)間）報(bào)道，美國杜克大學(xué)的科學(xué)家研制出了一種新型納米結(jié)構(gòu)，其具有降低手機(jī)、電子閱讀器和iPad等顯示器制造成本的潛力，亦能幫助科學(xué)家構(gòu)建可折疊的電子產(chǎn)品并提升太陽能電池的性能，目前已進(jìn)入商業(yè)制造階段。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在近期出版的《先進(jìn)材料》網(wǎng)絡(luò)版上。
該校的化學(xué)家本·威利及其學(xué)生亞倫·萊斯梅爾開發(fā)出的這種新技術(shù)可在水中“管理”銅原子，并形成長(zhǎng)而薄但不聚集凝結(jié)分布的納米線。這種納米線隨后可轉(zhuǎn)變成透明的導(dǎo)電薄膜，覆蓋于玻璃或塑料之上。這項(xiàng)新的研究表明，銅納米線薄膜與目前用于電子設(shè)備和太陽能電池上的薄膜具有相同的特性，但制造成本卻可顯著降低。
目前連接電子屏幕像素的薄膜是由銦錫氧化物（ITO）制成的，其透明程度很高，對(duì)于信息也具有良好的傳導(dǎo)性。但I(xiàn)TO薄膜必須通過蒸汽沉積，這個(gè)過程十分緩慢，而且含有ITO的設(shè)備很容易裂開。此外，銦也是一種昂貴的稀土元素，每千克的價(jià)格高達(dá)800美元左右。“這些問題都促使全球的科學(xué)家盡力尋找更加經(jīng)濟(jì)的材料，如同油墨一般，能更快速地鍍?cè)诨蛴∷⒃谒璧牟牧媳砻?，形成低成本的透明?dǎo)電薄膜。”威利說。
ITO薄膜的替代方法之一是使用含銀納米線的油墨。今年，第一款屏幕由銀納米線制成的手機(jī)將會(huì)面市。但銀與銦類似，仍然十分昂貴，每千克價(jià)格可達(dá)1400美元。而相比之下，銅的含量十分豐富，可比銦或者銀充足一千余倍，價(jià)格也要便宜大概100倍，每千克僅為9美元。
2010年，威利帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)表示，有可能研制出能夠覆蓋在玻璃上的銅納米線層，從而形成透明的導(dǎo)電薄膜。但由于銅納米線經(jīng)常聚集在一起，當(dāng)時(shí)制成的薄膜性能還未達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，而此次采用的新方法則解決了這一難題。
研究小組制成的銅納米線還在彎折次數(shù)上有了較大突破，在來回彎曲1000次以后，其仍能保持傳導(dǎo)性和形狀。與此相比，ITO薄膜的傳導(dǎo)性和結(jié)構(gòu)在幾次彎折后就會(huì)損壞。
目前威利參與創(chuàng)建的“納米熔爐”公司已開始制造可商業(yè)應(yīng)用的銅納米線，訂單狀況十分火爆。他表示，柔性銅納米線低成本、高效能的特性，使其成了下一代顯示器和太陽能電池的自然選擇。隨著此項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來的顯示器將更加輕薄、可靠，太陽能也將比化石燃料等更具競(jìng)爭(zhēng)力。
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