(PhysOrg.com) -- Mentre il mercato dei display a cristalli liquidi e di altri dispositivi elettronici continua ad aumentare il prezzo dell'indio, il materiale utilizzato per realizzare gli elettrodi trasparenti all'ossido di indio e stagno (ITO) in questi dispositivi, gli scienziati hanno cercato un alternativa meno costosa e più dinamica, particolarmente per l'uso in elettronica flessibile futura.

Oltre al suo prezzo elevato, ITO ha diversi inconvenienti. è fragile, rendendolo poco pratico per l'uso in display flessibili e celle solari, e c'è una mancanza di disponibilità di indio, che si trova principalmente in Asia. Ulteriore, la produzione di film ITO è relativamente inefficiente.

Ora, i ricercatori dell'UCLA riportano sulla rivista ACS Nano di aver sviluppato un metodo unico per produrre elettrodi trasparenti che utilizza nanofili d'argento in combinazione con altri nanomateriali. I nuovi elettrodi sono flessibili e altamente conduttivi e superano i limiti associati all'ITO.

Per un po 'di tempo, Le reti di nanofili d'argento (AgNW) sono state viste come candidati promettenti per sostituire ITO perché sono flessibili e ogni filo è altamente conduttivo. Ma spesso sono stati necessari trattamenti complicati per fondere AgNW incrociati per ottenere una bassa resistenza e una buona adesione al substrato. Per affrontare questo, i ricercatori dell'UCLA hanno dimostrato che fondendo gli AgNW con nanoparticelle di ossido di metallo e polimeri organici, potrebbero produrre in modo efficiente conduttori altamente trasparenti.

Il team di ricercatori rappresenta una collaborazione tra il dipartimento di scienza dei materiali e ingegneria della UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science; il dipartimento di chimica e biochimica dell'UCLA College of Letters and Science; e il California NanoSystems Institute (CNSI) presso l'UCLA.

La squadra era guidata da Yang Yang, professore di scienze e ingegneria dei materiali, e Paul Weiss, direttore del CNSI e professore di scienza e ingegneria dei materiali e di chimica e biochimica.

"In questo lavoro, dimostriamo un metodo di soluzione semplice ed efficace per ottenere film compositi AgNW altamente conduttivi con eccellente trasparenza ottica e proprietà meccaniche, " ha detto Yang che dirige anche il Nano Renewable Energy Center al CNSI. "Questa è di gran lunga la soluzione migliore:un elaborato, elettrodo trasparente compatibile con un'ampia varietà di scelte di substrato."

Gli scienziati possono spruzzare facilmente una superficie con i nanofili per creare un tappetino trasparente, ma la sfida è far aderire i nanofili d'argento alla superficie in modo più sicuro senza l'uso di temperature estreme (200° C) o alte pressioni, passaggi che rendono i nanomateriali meno compatibili con i materiali organici sensibili tipicamente utilizzati per realizzare l'elettronica flessibile.

Per vincere questa sfida, Rui Zhu, il primo autore dell'articolo, ha sviluppato un metodo a bassa temperatura per realizzare elettrodi trasparenti ad alte prestazioni da nanofili d'argento utilizzando il rivestimento a spruzzo di una combinazione unica di nanomateriali.

Primo, i ricercatori hanno spruzzato una soluzione di nanofili d'argento disponibili in commercio su una superficie. Hanno quindi trattato i nanofili con una soluzione di nanoparticelle di biossido di titanio per creare un film ibrido. Mentre il film si asciuga, le forze capillari tirano insieme i nanofili, migliorare la conduttività del film. Gli scienziati hanno quindi rivestito la pellicola con uno strato di polimero conduttivo per aumentare l'adesione dei fili alla superficie.

Le reti composite AgNW sono altamente conduttive, con eccellente trasparenza ottica e proprietà meccaniche. Il team di ricerca ha anche costruito celle solari utilizzando i nuovi elettrodi e ha scoperto che le loro prestazioni erano paragonabili a quelle delle celle solari realizzate con ossido di indio e stagno.