Ricercatori olandesi della Eindhoven University of Technology hanno sviluppato un sostituto dell'ossido di indio e stagno (ITO), un materiale importante utilizzato negli espositori per tutti i tipi di prodotti di uso quotidiano come televisori, telefoni e computer portatili, così come nelle celle solari. Purtroppo l'indio è un metallo raro, e si prevede che le scorte disponibili si esauriranno virtualmente in appena dieci anni. Il materiale di ricambio è un trasparente, film conduttivo prodotto in acqua, e basato su nanotubi di carbonio elettricamente conduttivi e nanoparticelle di plastica. È realizzato con materiali comunemente disponibili, e per di più è anche rispettoso dell'ambiente. I risultati, che forniscono anche nuove informazioni sulla conduzione in materiali compositi complessi, sono stati pubblicati online ieri 10 aprile dalla rivista scientifica Nanotecnologia della natura .

Il team di ricerca è stato in grado di ottenere una maggiore conduttività combinando basse concentrazioni di nanotubi di carbonio e lattice conduttore in un film di polistirene a basso costo. I nanotubi e il lattice insieme rappresentano meno dell'1% del peso del film conduttore. Questo è importante, perché un'alta concentrazione di nanotubi di carbonio rende il film nero e opaco, quindi la concentrazione deve essere mantenuta il più bassa possibile. Il team di ricerca era guidato dal fisico teorico Paul van der Schoot e dal chimico dei polimeri Cor Koning. Il post-doc Andriy Kyrylyuk è il primo autore dell'articolo in Nanotecnologia della natura .

I ricercatori utilizzano standard, nanotubi ampiamente disponibili che si dissolvono in acqua. Quindi aggiungono il lattice conduttore (una soluzione di perline polimeriche in acqua), insieme a un legante sotto forma di perline di polistirolo. Quando la miscela è riscaldata, le perle di polistirolo si fondono insieme per formare il film, che contiene una rete conduttrice di nanotubi e perline dal lattice conduttore. L'acqua, che serve solo come agente disperdente nella produzione, viene rimosso mediante liofilizzazione. La 'formula' non è questione di fortuna, poiché i ricercatori hanno prima calcolato gli effetti attesi e compreso anche come funziona l'aumento della conduttività.

La conduttività della pellicola trasparente è ancora di un fattore 100 inferiore a quella dell'ossido di indio e stagno. Ma Van der Schoot e Koning si aspettano che il divario possa essere rapidamente colmato. "Abbiamo usato nanotubi di carbonio standard, una miscela di tubi metallici conduttori e semiconduttori", dice Cor Koning. "Ma non appena inizi a usare tubi metallici al 100%, la conduttività aumenta notevolmente. La tecnologia di produzione per tubi metallici al 100% è stata appena sviluppata, e prevediamo che il prezzo scenda rapidamente." Tuttavia la conduttività del film è già abbastanza buona per essere utilizzata immediatamente come strato antistatico per display, o per la schermatura EMI per proteggere i dispositivi e l'ambiente circostante dalle radiazioni elettromagnetiche.

Il film ha un vantaggio importante rispetto a ITO:è rispettoso dell'ambiente. Tutti i materiali sono a base d'acqua, e non vengono utilizzati metalli pesanti come lo stagno. Il nuovo film è anche un buon materiale per display flessibili.

I ricercatori stessi sono molto positivi riguardo alla diversità del loro team, che ritengono abbia dato un contributo importante ai risultati. "Avevamo una combinazione unica di teorici, specialisti della modellazione e persone per fare esperimenti pratici", dice Paul van der Schoot. "Senza quella combinazione non ci saremmo riusciti".