Folie z przezroczystych nanorurek węglowych

Pierwszy produkt elektroniczny wykorzystujący nanorurki węglowe ma trafić na rynek w tym roku. Unidym , startup z siedzibą w Menlo Park w Kalifornii, planuje rozpocząć sprzedaż rolek swoich folii z tworzywa sztucznego powlekanych nanorurek węglowych w drugiej połowie 2009 roku.

Folia termokurczliwa z nanorurek: Mała próbka folii z tworzywa sztucznego pokrytej nanorurek węglowych, która może być używana jako przezroczyste elektrody w ekranach dotykowych, zwijanych wyświetlaczach i cienkowarstwowych ogniwach słonecznych.

Przezroczyste folie przewodzące mogą sprawić, że produkcja ekranów LCD będzie szybsza i tańsza. Mogą wydłużyć żywotność paneli dotykowych stosowanych w ekranach bankomatów i kioskach w supermarketach. Mogą również utorować drogę dla elastycznych cienkowarstwowych ogniw słonecznych i jasnych, zwijanych kolorowych wyświetlaczy. Wyświetlacze mogą być używane w telefonach komórkowych, bilbordach oraz w elektronicznych książkach i czasopismach.

We wszystkich tych zastosowaniach arkusze nanorurek zastąpiłyby powłoki z tlenku indowo-cynowego (ITO), które są obecnie używane jako przezroczyste elektrody. ITO łatwo pęka i jest droższym materiałem. Koszt indu wzrósł 100 razy w ciągu ostatnich 10 lat, mówi Piotr Harrop , prezes IDTechEx, firmy badawczo-konsultingowej z siedzibą w Cambridge w Wielkiej Brytanii.

Sean Olson, wiceprezes ds. rozwoju biznesu w Unidym, mówi, że panele dotykowe – które są szczególnie podatne na kruchość ITO – będą pierwszym rynkiem, na który firma będzie się kierować. Mówi, że Unidym już współpracuje z czołowymi producentami paneli dotykowych.

Wielu producentów wyświetlaczy pracuje nad produktami wykorzystującymi nowe folie. W październiku Samsung zademonstrował pierwszy prototyp 14,3-calowego, kolorowego elektronicznego urządzenia papierowego wykonanego z folii. Wcześniej w zeszłym roku, na sympozjum Society for Information Display, Unidym zademonstrował prototyp kolorowego wyświetlacza LCD we współpracy z Technologia wyświetlania krzemu , z siedzibą w Seulu w Korei. Unidym współpracuje również z japońską firmą chemiczną Nippon Kayaku nad produkcją cienkowarstwowych ogniw słonecznych.

Stosowanie folii z nanorurek zamiast powłok ITO przyniosłoby producentom wyświetlaczy wiele korzyści. Węgiel jest tanim, powszechnie występującym materiałem. Nanorurki węglowe są mocniejsze i bardziej elastyczne niż ITO. Co najważniejsze, folie z nanorurek łatwiej osadzają się na podłożach plastikowych i szklanych.

Olson mówi, że wielką korzyścią, na którą patrzą faceci z LCD, nie są koszty materiałów. Przechodzi z ITO, które [wymaga] osadzania próżniowego, do czegoś, co jest łatwiejsze do powlekania. Zwiększyłoby to plony firmy i obniżyło koszty produkcji.

Nowa folia to splątana mata z nanorurek węglowych na plastiku. Metoda Unidymu wytwarzania nanorurek jest kluczowym przełomem technologicznym. Produkty elektroniczne z nanorurek węglowych zostały powstrzymane głównie z powodu trudności w wytwarzaniu czystych partii nanorurek przewodzących o wysokiej wydajności przy rozsądnych kosztach. Partie materiału zawierają rurki zarówno przewodzące, jak i półprzewodnikowe. Właściwości nanorurek zależą również od innych czynników, takich jak długość, średnica i liczba ścian, które mają.

Unidym wykorzystuje metodę chemicznego osadzania z fazy gazowej do hodowli materiału. Mieszanina gazu zawierającego węgiel i podłoża pokrytego katalizatorem metalicznym jest podgrzewana w wysokiej temperaturze. Atomy węgla z gazu przyczepiają się do podłoża i tworzą nanorurki. Następnie firma wykorzystuje procesy oczyszczania, w tym utlenianie i obróbkę kwasem, w celu usunięcia niechcianych nanorurek i zanieczyszczeń, takich jak inne formy węgla.

Unidym opatentował również proces dyspergowania nanorurek w cieczy. Wykorzystuje technikę roll-to-roll zbliżoną do drukowania na papierze, aby osadzić atrament nanorurek na plastiku. Firma może drukować z prędkością do 50 metrów na minutę. Olson nie ujawni więcej informacji, ale twierdzi, że firma zoptymalizowała te techniki, aby uzyskać najlepszą przezroczystą, przewodzącą folię.

Co najmniej jeden inny zamiennik ITO jest już sprzedawany. Fujitsu używa przezroczystego, przewodzącego polimeru organicznego do produkcji ekranów dotykowych. Jednak polimer z czasem ulega degradacji pod wpływem ciepła lub światła, a jego przewodność nie jest wystarczająco wysoka, aby można ją było stosować w wyświetlaczach LCD lub elektronicznych papierowych wyświetlaczach.

Inne potencjalne zamienniki ITO są obecnie opracowywane w różnych laboratoriach. Wiele grup badawczych czyni postępy w zakresie grafenu z materiału węglowego. Profesor elektrotechniki i informatyki na Uniwersytecie Michigan L. Jay Guo wykonał siatki z niezwykle cienkich metalowych drutów. Twierdzi, że byłyby one bardziej odpowiednie niż nanorurki węglowe do wytwarzania elektrod na cienkowarstwowych ogniwach słonecznych, ponieważ zwiększałyby absorpcję światła. Pomyśl o tym jako o koncentracji energii słonecznej w bardzo cienkiej warstwie, mówi Guo.

Ale folie Unidym z nanorurek węglowych mogą być pierwszym realnym zamiennikiem ITO dla ekranów dotykowych, elastycznych wyświetlaczy i cienkowarstwowych ogniw słonecznych. Unidym opracowuje także nadające się do druku tranzystory cienkowarstwowe i elektrody do ogniw paliwowych, wykorzystujące nanorurki węglowe.

ukryć