(PhysOrg.com) -- Omdat de markt voor LCD-schermen en andere elektronica de prijs van indium, het materiaal dat wordt gebruikt om de transparante elektroden van indiumtinoxide (ITO) in deze apparaten te maken, blijft opdrijven, zijn wetenschappers op zoek naar een goedkoper en dynamischer alternatief, speciaal voor gebruik in toekomstige flexibele elektronica.

Naast de hoge prijs, ITO heeft verschillende nadelen. Het is broos, waardoor het onpraktisch is voor gebruik in flexibele displays en zonnecellen, en er is een gebrek aan beschikbaarheid van indium, die vooral in Azië voorkomt. Verder, de productie van ITO-films is relatief inefficiënt.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers van UCLA rapporteren in het tijdschrift ACS Nano dat ze een unieke methode hebben ontwikkeld om transparante elektroden te maken, waarbij gebruik wordt gemaakt van zilveren nanodraden in combinatie met andere nanomaterialen. De nieuwe elektroden zijn flexibel en zeer geleidend en overwinnen de beperkingen van ITO.

Al enige tijd, zilveren nanodraad (AgNW) -netwerken worden gezien als veelbelovende kandidaten om ITO te vervangen omdat ze flexibel zijn en elke draad zeer geleidend is. Maar er zijn vaak gecompliceerde behandelingen nodig geweest om gekruiste AgNW's te fuseren om een ​​lage weerstand en een goede substraathechting te bereiken. Dit behandelen, de UCLA-onderzoekers toonden aan dat door AgNW's te fuseren met metaaloxide-nanodeeltjes en organische polymeren, ze konden efficiënt zeer transparante geleiders produceren.

Het team van onderzoekers vertegenwoordigt een samenwerking tussen de afdeling materiaalkunde en engineering aan de UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science; de afdeling scheikunde en biochemie in het UCLA College of Letters and Science; en het California NanoSystems Institute (CNSI) aan de UCLA.

Het team werd geleid door Yang Yang, een professor in materiaalkunde en techniek, en Paul Weiss, directeur van het CNSI en hoogleraar materiaalkunde en techniek en scheikunde en biochemie.

"In dit werk, we demonstreren een eenvoudige en effectieve oplossingsmethode om sterk geleidende AgNW-composietfilms te verkrijgen met uitstekende optische transparantie en mechanische eigenschappen, " zei Yang, die ook het Nano Renewable Energy Center bij het CNSI leidt. "Dit is verreweg de beste oplossing:een verwerkt, transparante elektrode die compatibel is met een breed scala aan substraatkeuzes."

Wetenschappers kunnen eenvoudig een oppervlak besproeien met de nanodraden om een ​​transparante mat te maken, maar de uitdaging is om de zilveren nanodraden steviger aan het oppervlak te laten hechten zonder het gebruik van extreme temperaturen (200°C) of hoge drukken, stappen die de nanomaterialen minder compatibel maken met de gevoelige organische materialen die doorgaans worden gebruikt om flexibele elektronica te maken.

Om deze uitdaging aan te gaan, Rui Zhu, de eerste auteur van de krant, ontwikkelde een lagetemperatuurmethode om hoogwaardige transparante elektroden te maken van zilveren nanodraden met behulp van een spraycoating van een unieke combinatie van nanomaterialen.

Eerst, onderzoekers sproeiden een oplossing van in de handel verkrijgbare zilveren nanodraden op een oppervlak. Vervolgens behandelden ze de nanodraden met een oplossing van titaniumdioxide-nanodeeltjes om een ​​hybride film te creëren. Terwijl de film droogt, capillaire krachten trekken de nanodraden samen, het verbeteren van de geleidbaarheid van de film. De wetenschappers bedekten de film vervolgens met een laag geleidend polymeer om de hechting van de draden aan het oppervlak te vergroten.

De AgNW-composietgaas is zeer geleidend, met uitstekende optische transparantie en mechanische eigenschappen. Het onderzoeksteam bouwde ook zonnecellen met behulp van de nieuwe elektroden en ontdekte dat hun prestaties vergelijkbaar waren met die van zonnecellen gemaakt met indiumtinoxide.