(PhysOrg.com) -- Un team di chimici della Duke University ha perfezionato un modo semplice per produrre piccoli nanofili di rame in quantità. I conduttori economici sono abbastanza piccoli da essere trasparenti, rendendoli ideali per celle solari a film sottile, TV a schermo piatto e computer, e display flessibili.

"Immagina un iPad pieghevole, " ha detto Benjamin Wiley, un assistente professore di chimica alla Duke. Il suo team riporta i suoi risultati online questa settimana in Materiale avanzato .

I nanofili in rame hanno prestazioni migliori dei nanotubi di carbonio, e sono molto più economici dei nanofili d'argento, disse Wiley.

I più recenti televisori a schermo piatto e schermi di computer producono immagini da una serie di pixel elettronici collegati da uno strato conduttivo trasparente costituito da ossido di indio e stagno (ITO). ITO è anche utilizzato come elettrodo trasparente nelle celle solari a film sottile.

Ma ITO ha degli svantaggi:è fragile, rendendolo inadatto a schermi flessibili; il suo processo produttivo è inefficiente; ed è costoso e lo sta diventando sempre più a causa della crescente domanda.

"Se avremo questa elettronica e celle solari onnipresenti, "Wiley ha detto, "abbiamo bisogno di utilizzare materiali che sono abbondanti nella crosta terrestre e non richiedono molta energia per estrarli". Sottolinea che ci sono pochissimi materiali noti per essere sia trasparenti che conduttivi, ecco perché ITO viene ancora utilizzato nonostante i suoi svantaggi.

Però, Il nuovo lavoro di Wiley mostra che il rame, che è mille volte più abbondante dell'indio, può essere utilizzato per realizzare un film di nanofili che sia sia trasparente che conduttivo.

I nanofili d'argento si comportano bene anche come conduttori trasparenti, e Wiley ha contribuito a un brevetto sulla loro produzione come studente laureato. ma argento, come indio, è raro e costoso. Altri ricercatori hanno cercato di migliorare le prestazioni dei nanotubi di carbonio come conduttori trasparenti, ma senza molta fortuna.

"Il fatto che i nanofili di rame siano più economici e funzionino meglio li rende un materiale molto promettente per risolvere questo problema, " ha detto Wiley.

Wiley e i suoi studenti, Il dottorando Aaron Rathmell e lo studente universitario Stephen Bergin, ha coltivato i nanofili di rame in una soluzione a base d'acqua. "Aggiungendo diverse sostanze chimiche alla soluzione, puoi controllare l'assemblaggio degli atomi in diverse nanostrutture, " disse Wiley. In questo caso, quando il rame si cristallizza, prima forma piccoli "semi, " e poi un singolo nanofilo germoglia da ogni seme. È un meccanismo di crescita dei cristalli che non è mai stato osservato prima.

Poiché il processo è a base d'acqua, e poiché i nanofili di rame sono flessibili, Wiley pensa che i nanofili potrebbero essere rivestiti dalla soluzione in un processo roll-to-roll, come la stampa di giornali, che sarebbe molto più efficiente del processo di produzione ITO.

Altri ricercatori hanno già prodotto nanofili di rame, ma su scala molto più ridotta.

Il laboratorio di Wiley è anche il primo a dimostrare che i nanofili di rame si comportano bene come conduttore trasparente. Ha detto che il processo dovrà essere ridimensionato per uso commerciale, e ha anche un paio di altri problemi da risolvere:impedire ai nanofili di aggregarsi, che riduce la trasparenza, e impedendo al rame di ossidarsi, che diminuisce la conduttività. Una volta risolto il problema dell'aggregazione, Wiley crede che la conduttività dei nanofili di rame corrisponderà a quella dei nanofili d'argento e dell'ITO.

Wiley, che ha chiesto un brevetto per il suo processo, prevede di vedere nanofili di rame in uso commerciale in un futuro non troppo lontano. Osserva che sono già disponibili finanziamenti per investimenti per lo sviluppo di conduttori trasparenti basati su nanofili d'argento.

"Pensiamo che l'utilizzo di un materiale cento volte più economico sarà ancora più attraente per i venture capitalist, aziende elettroniche e aziende solari che hanno tutte bisogno di questi elettrodi trasparenti, " Egli ha detto.