I nanofili di rame potrebbero arrivare su un piccolo schermo vicino a te. Queste nuove nanostrutture hanno il potenziale per ridurre i costi di visualizzazione delle informazioni sui telefoni cellulari, e-reader e iPad, e potrebbero anche aiutare gli ingegneri a costruire elettronica pieghevole e celle solari migliorate, secondo nuove ricerche.

Il chimico della Duke Ben Wiley e il suo studente laureato hanno sviluppato una tecnica per organizzare gli atomi di rame nell'acqua per formare lunghi, magro, nanofili non agglomerati. I nanofili vengono poi trasformati in trasparenti, pellicole conduttive e rivestite su vetro o plastica.

La nuova ricerca mostra che i film di nanofili di rame hanno le stesse proprietà di quelli attualmente utilizzati nei dispositivi elettronici e nelle celle solari, ma sono meno costosi da produrre. I risultati sono stati pubblicati online il 23 settembre in Materiale avanzato.

Le pellicole che attualmente collegano i pixel negli schermi elettronici sono fatte di ossido di indio e stagno, o ITO. è molto trasparente, che trasmette bene le informazioni. Ma il film ITO deve essere depositato da un vapore in un processo mille volte più lento della stampa dei giornali, e, una volta che l'ITO è nel dispositivo, si rompe facilmente. L'indio è anche un costoso elemento di terre rare, costano fino a $ 800 al chilogrammo.

Questi problemi hanno spinto gli sforzi in tutto il mondo per trovare materiali meno costosi che possono essere rivestiti o stampati come l'inchiostro a velocità molto più elevate per rendere a basso costo, pellicole conduttrici trasparenti, disse Wiley.

Un'alternativa a un film ITO consiste nell'utilizzare inchiostri contenenti nanofili d'argento. Il primo telefono cellulare con uno schermo realizzato con nanofili d'argento sarà sul mercato quest'anno. ma argento, come indio, è ancora relativamente costoso a $ 1400 per chilogrammo.

Rame, d'altra parte, è mille volte più abbondante dell'indio o dell'argento, e circa 100 volte meno costoso, costa solo $ 9 al chilogrammo.

Nel 2010, Wiley e il suo studente laureato Aaron Rathmell hanno dimostrato che era possibile formare uno strato di nanofili di rame sul vetro per creare una pellicola conduttiva trasparente.

Ma in quel momento, le prestazioni del film non erano abbastanza buone per le applicazioni pratiche perché i fili si ammassavano insieme. Il nuovo modo di far crescere i nanofili di rame e rivestirli su superfici di vetro elimina il problema dell'aggregazione, disse Wiley.

Lui e Rathmell hanno anche creato i nuovi nanofili di rame per mantenere la loro conduttività e formarsi quando vengono piegati avanti e indietro 1, 000 volte. In contrasto, La conduzione e la struttura dei film ITO si rompono dopo alcune curve.

Wiley ha detto che il basso costo, alte prestazioni, e la flessibilità dei nanofili di rame li rendono una scelta naturale per l'uso nella prossima generazione di display e celle solari. Ha co-fondato una società chiamata NanoForge Corp nel 2010 per produrre nanofili di rame per applicazioni commerciali.

All'inizio del 2011, NanoForge ha ricevuto $ 45, 000 Sovvenzione IDEA della Carolina del Nord per il perfezionamento e lo scale-up del processo di produzione di nanofili di rame, e ora sta riempiendo gli ordini.

Con lo sviluppo continuo, i nanofili di rame potrebbero essere negli schermi e nelle celle solari nei prossimi anni, che potrebbe portare a display più leggeri e affidabili e anche a rendere l'energia solare più competitiva rispetto ai combustibili fossili, disse Wiley.