Onderzoek gepubliceerd in de tijdschriften Materialen Vandaag Communicatie en Wetenschappelijke rapporten heeft beschreven hoe zilveren nanodraden het ideale materiaal blijken te zijn voor flexibele, touchscreen-technologieën, terwijl ook wordt onderzocht hoe het materiaal kan worden gemanipuleerd om de prestaties ervan af te stemmen op andere toepassingen. Momenteel, apparaten met aanraakschermen zijn voornamelijk afhankelijk van elektroden gemaakt van indiumtinoxide (ITO), een materiaal dat duur is om te kopen, duur om te verwerken en erg bros.

Een team van de Universiteit van Surrey, onder leiding van professor Alan Dalton en in samenwerking met M-SOLV Ltd, een fabrikant van aanraaksensoren gevestigd in Oxford, zocht naar alternatieve materialen om de uitdagingen van ITO te overwinnen, die kampt met aanbodonzekerheid. Alternatieve materialen die zijn onderzocht als ITO-vervangingen omvatten grafeen, koolstof nanobuisjes en willekeurige metalen nanodraad films. Deze studie toonde aan hoe zilveren nanodraadfilms naar voren zijn gekomen als de sterkste concurrent, vanwege transmissies en geleidbaarheid die kunnen evenaren en gemakkelijk die van ITO overtreffen. Dit is een materiaal dat bestaat uit draden die meer dan duizend keer dunner zijn dan een mensenhaar, die een onderling verbonden geleidend netwerk vormen.

Mattheüs Groot, de eerste auteur van het onderzoek gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten beschreef het belang van deze laatste resultaten. "Ons onderzoek heeft niet alleen zilveren nanodraden geïdentificeerd als een levensvatbaar vervangend touchscreen-materiaal, maar is nog een stap verder gegaan door te laten zien hoe een proces dat 'ultrasonicatie' wordt genoemd, ons in staat kan stellen prestatiemogelijkheden op maat te maken. Door hoogfrequente geluidsenergie op het materiaal toe te passen, kunnen we manipuleren hoe lang de 'staafjes' van zilver op nanoschaal zijn. Hierdoor kunnen we afstemmen hoe transparant of hoe geleidend onze films zijn, wat essentieel is voor het optimaliseren van deze materialen voor toekomstige technologieën zoals flexibele zonnecellen en oprolbare elektronische displays."

In een artikel dat vorige maand werd gepubliceerd in Materialen Vandaag Communicatie , dezelfde ploeg, toonde aan hoe zilveren nanodraden kunnen worden verwerkt met behulp van dezelfde laserablatietechniek die gewoonlijk wordt gebruikt om ITO-apparaten te vervaardigen. Met behulp van deze techniek, het team produceerde een volledig werkende vijf inch multi-touch sensor, identiek aan die welke doorgaans worden gebruikt in smartphonetechnologie. Ze ontdekten dat het vergelijkbaar presteerde met een systeem op basis van ITO, maar aanzienlijk minder energie gebruikte om te produceren.

"Dit flexibele materiaal presteert niet alleen erg goed, we hebben aangetoond dat het een levensvatbaar alternatief is voor ITO in praktische apparaten, " concludeerde professor Dalton. "Het feit dat we apparaten kunnen produceren met behulp van vergelijkbare methoden als momenteel in gebruik, maar op een minder energie-intensieve manier is een spannende stap naar flexibele gadgets die niet alleen de deur openen voor nieuwe toepassingen, maar doe dat op een veel groenere manier."

Maria Kan, een technoloog van M-SOLV en eerste auteur van de Materials Today Communications-paper voegde toe:""We zien veel belangstelling van onze klanten voor zilveren nanodraadfilms als ITO-vervanging in apparaten. Dit werk is een heel belangrijke stap om vast te stellen welke sensorontwerpen goede nanodraadproducten kunnen maken. Het feit dat de nanodraadfilms worden verwerkt met dezelfde lasertechnieken als ITO, maakt de overgang van ITO naar nanodraden heel eenvoudig. Het zal niet lang meer duren voordat we allemaal nanodraden gebruiken in onze elektronische apparaten. "

Het team, nu gevestigd aan de Universiteit van Sussex, probeert nu de schaalbaarheid van het proces te ontwikkelen om het industrieel levensvatbaarder te maken. Een beperkende factor zijn de huidige kosten van zilveren nanodraden. Gefinancierd door Innovate UK en EPSRC, het team werkt samen met M-SOLV en grafeenleverancier Thomas Swan om een ​​combinatie van nanodraad en grafeen in de elektroden te gebruiken om de kosten aanzienlijk te verlagen.