Il foglio sensore di potenziale più sottile e trasparente al mondo. Credito:Università di Osaka
L'elettronica trasparente, come i display head-up che consentono ai piloti di leggere i dati di volo tenendo gli occhi davanti a sé, migliorano la sicurezza e consentono agli utenti di accedere ai dati durante il trasporto. Per le applicazioni sanitarie, l'elettronica deve essere non solo economica e semplice da fabbricare, ma anche sufficientemente flessibile per adattarsi alla pelle. Le reti di nanofili d'argento soddisfano questi criteri. Però, gli attuali metodi di sviluppo creano un allineamento casuale di nanocavi che è insufficiente per applicazioni avanzate.
In un prossimo studio in Sistemi intelligenti avanzati , i ricercatori dell'Università di Osaka hanno utilizzato la stampa ad alta risoluzione per fabbricare array di nanofili d'argento allineati trasversalmente su scala centimetrica, con dimensioni delle caratteristiche riproducibili da 20 a 250 micrometri. Come prova del concetto di funzionalità, hanno usato i loro array per rilevare segnali elettrofisiologici dalle piante.
I ricercatori hanno prima creato una superficie polimerica modellata per definire la successiva dimensione della caratteristica del nanofilo. L'uso di una bacchetta di vetro per spazzare i nanofili d'argento attraverso il modello ha portato a reti di nanofili parallele o allineate trasversalmente, a seconda della direzione dello spazzamento. Allineamento incrociato di nanofili, allineamento all'interno del modello, e le proprietà elettro-ottiche erano impressionanti.
"La resistenza del foglio di modelli inferiori a 100 micrometri variava da 25 a 170 ohm per quadrato, e la trasmissione della luce visibile a 550 nanometri era compresa tra il 96% e il 99%, "dice Teppei Araki, co-autore senior. "Questi valori sono adatti per l'elettronica trasparente."
I ricercatori hanno mostrato l'utilità della loro tecnologia monitorando il potenziale elettrico delle foglie di alghe brasiliane. Poiché gli array di nanofili sono trasparenti, i ricercatori sono stati in grado di tenere la foglia sotto osservazione visiva mentre acquisivano dati per lunghi periodi di tempo. Un dispositivo di 2-3 micrometri di spessore si adattava alla superficie di una foglia senza causare danni.
Processo a umido di elettrodi trasparenti a base di nanofili di Ag e nanofili incrociati. Ristampato con il permesso della nostra realizzazione in Sistemi intelligenti avanzati . Credito: Sistemi intelligenti avanzati
"I nostri transistor organici ad effetto di campo basati su microelettrodi hanno mostrato un'eccellente multifunzionalità, "dice Tsuyoshi Sekitani, co-autore senior. "Per esempio, trasparenza del 90%, il rapporto on-off era ~ 10 6 , e la corrente di dispersione è rimasta stabile alla piegatura con un raggio di 8 millimetri."
L'elettronica trasparente è una tecnologia emergente. Deve essere semplice ed economico da produrre in serie per la biomedicina, Ingegneria Civile, agricoltura, e altre applicazioni che richiedono un'osservazione visiva sottostante. Il progresso qui descritto è un passo importante in quella direzione. I ricercatori dell'Università di Osaka hanno in programma di apportare ulteriori miglioramenti tecnici, come incorporare il grafene sulla superficie del nanofilo. Ciò migliorerà l'uniformità della resistenza del foglio dei microelettrodi. In definitiva, la tecnologia dei ricercatori contribuirà a ridurre al minimo l'input di materie prime dell'elettronica, e superare la funzionalità dell'elettronica convenzionale non trasparente.