I ricercatori australiani hanno dimostrato il forte potenziale di un nuovo tipo di flessibile, elettrodi riciclabili da utilizzare nella creazione di celle solari più economiche, touchscreen, "e-skin" indossabili e finestre reattive di nuova generazione.

Questi materiali, realizzato utilizzando un semplice, processi di fabbricazione convenienti, potrebbe sostituire i tradizionali ossidi conduttivi trasparenti come l'ossido di indio e stagno (ITO), che è un componente necessario di quasi tutte le celle solari a film sottile, schermi di laptop e display di smartphone, ma che è in costante aumento di prezzo a causa della sua scarsità, ed è intrinsecamente limitato dalla sua natura fragile.

Oltre a essere più economico, celle solari fotovoltaiche ad alta efficienza, display per computer e touch screen per smartphone, le bollette energetiche delle famiglie potrebbero essere ridotte a lungo termine, con gli elettrodi potenzialmente utilizzabili nella produzione di finestre intelligenti, che può cambiare colore elettricamente e diventare opaco o trasparente.

L'autore che ha collaborato, il dott. Eser Akinoglu dell'ARC Center of Excellence in Exciton Science, ha dichiarato:"Le prestazioni del materiale sono eccellenti, la trasmissione superiore al 90% e l'elevata conduttività elettrica rivaleggia con il benchmark ITO."

Guardando avanti alla potenziale applicazione commerciale della ricerca, ha aggiunto:"In linea di principio, dovresti essere in grado di integrare questa tecnologia nella stampa industriale roll-to-roll."

Realizzato utilizzando una tecnica chiamata litografia a nanosfere, un metodo di deposizione che prevede l'evaporazione della combinazione di materiali desiderata in un modello su scala nanometrica, ricercatori dell'Università del Queensland e dell'ARC Center of Excellence in Exciton Science hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Materiali funzionali avanzati .

Gli elettrodi nanomesh dielettrici/metallici/dielettrici (D/M/D) prodotti attraverso questo approccio vantavano dimensioni di perforazione controllate con precisione, larghezza del filo e distribuzione uniforme del foro, ottenendo un'elevata trasmittanza, bassa resistenza del foglio (che riduce al minimo la perdita di tensione) ed eccezionale resistenza alla flessione.

L'autore principale, il dott. Tengfei Qiu dell'Università del Queensland, ha dichiarato:"Abbiamo offerto una strategia per rendere l'area d'ombra della nanorete metallica altamente trasparente, integrando strutture D/M/D al sistema nanomesh. I film trasparenti nanomesh con struttura a strati D/M/D non sono stati studiati prima. La tecnica della litografia delle nanosfere semplice ed economica può essere applicata per fabbricare diversi materiali a nanomesh stratificati".

E, nel caso di alcune applicazioni elettrocromiche flessibili, gli elettrodi hanno anche dimostrato la capacità di essere riciclati, migliorare le credenziali del meccanismo come possibile alternativa sostenibile a materiali e processi di produzione più consolidati.

Il Dr. Akinoglu ha detto di questa caratteristica riciclabile:"Significa che se crei un dispositivo come una finestra elettrocromica, che può deteriorarsi in funzionalità dopo il suo ciclo di vita, puoi smontarlo, sciacquare gli elettrodi, e riutilizzarli per un altro dispositivo."

Uno dei prossimi passi per i ricercatori è esplorare il potenziale mostrato in questo studio per creare risultati simili su una scala più ampia, con una prospettiva a lungo termine per raggiungere risultati simili in una capacità commercialmente valida.

"Vuoi aumentare la trasparenza, si vuole ridurre la resistenza della lamiera e aumentare la resistenza alle sollecitazioni meccaniche e la flessibilità, " Ha detto il dottor Akinoglu.

"E tu vuoi essere in grado di fabbricarlo su un'area su larga scala, a basso costo».

L'autore senior Prof. Lianzhou Wang ha aggiunto:"Questo lavoro ispirerà la progettazione di pellicole conduttive trasparenti con nuove funzioni come flessibilità e riciclabilità, fornendo una piattaforma eccellente per l'optoelettronica ecologica di prossima generazione."