创新背景
大多数手机触摸屏都是由一种透明材料——氧化铟锡制成的,这种材料导电性很好,但也很脆。
目前制造用于标准触摸屏的透明薄膜材料的方法是一个在真空室中进行的、缓慢、能源密集和昂贵的批量过程。
创新过程
为了制造这种新的导电薄片,一个由RMIT大学领导的团队,包括新南威尔士大学、莫纳什大学和ARC未来低能量电子技术卓越中心(FLEET),使用一种手机触摸屏上常见的薄膜,并使用液态金属化学将其从3D缩小到2D。
这种纳米薄片很容易与现有的电子技术兼容,因为它们具有不可思议的灵活性,有可能通过像报纸一样的卷对卷(R2R)加工来制造。
为了制造这种新型原子薄的铟锡氧化物(ITO),研究人员使用了液态金属打印方法:铟锡合金被加热到200摄氏度,在那里它变成液体,然后在表面上滚动,打印出纳米薄的铟锡氧化物薄片。
这些2D纳米片具有与标准ITO相同的化学组成,但具有不同的晶体结构,这赋予了它们令人兴奋的新的机械和光学性能。与标准导电玻璃的5-10%相比,新型ITO只吸收0.7%的光,而且具有充分的柔韧性。为了使它更具有电子导电性,你只需要添加更多的层。
创新关键点
研究人员采用了一种旧材料,并从内部改造它,创造了一种非常薄和灵活的新版本。
人们可以弯曲它、扭曲它,它比目前生产触摸屏的缓慢和昂贵的方法更便宜和有效。
创新价值
这种新材料制作的触屏手机将消耗更少的电能,将电池寿命延长约10%;这种材料还可以用于许多其他光电应用,如led和触摸显示器,以及潜在的未来太阳能电池和智能窗户。
Innovative development of ultra-thin electronic materials can make touch response 100 times more sensitive
To make the new conductive sheet, an RMIT University-led team, including the University of New South Wales, Monash University and the ARC Centre of Excellence for Future Low-Energy Electronics Technology (FLEET), used a thin film commonly found on mobile phone touch screens and scaled it down from 3D to 2D using liquid metal chemistry.
Such nanosheets are easily compatible with existing electronics because they are incredibly flexible and have the potential to be made by roll-to-roll (R2R) processing like newspapers.
To make the new atomically thin indium tin oxide (ITO), the researchers used a liquid metal printing method: the indium tin alloy was heated to 200 degrees Celsius, where it became a liquid, and then rolled on a surface to print nanothin sheets of indium tin oxide.
These 2D nanosheets have the same chemical composition as standard ITO, but a different crystal structure, which endows them with exciting new mechanical and optical properties. The new ITO absorbs only 0.7% of light, compared with 5-10% of standard conductive glass, and is fully flexible. To make it more electrically conductive, you just add more layers.
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