Een ultradunne film die zowel transparant als sterk geleidend is voor elektrische stroom, is geproduceerd met een goedkope en eenvoudige methode die is bedacht door een internationaal team van onderzoekers op het gebied van nanomaterialen van de University of Illinois in Chicago en Korea University.

De film - eigenlijk een mat van verwarde nanovezel, gegalvaniseerd om een ​​"self-junctioned koperen nano-kippendraad" te vormen - is ook buigbaar en rekbaar, het aanbieden van mogelijke toepassingen in roll-up touchscreen displays, draagbare elektronica, flexibele zonnecellen en elektronische huid.

De bevinding wordt gerapporteerd in het nummer van 13 juni van Geavanceerde materialen .

"Het is belangrijk, maar moeilijk, materialen te maken die zowel transparant als geleidend zijn, " zegt Alexander Yarin, UIC Distinguished Professor Werktuigbouwkunde, een van de twee corresponderende auteurs van de publicatie.

De nieuwe film vestigt een "wereldrecordcombinatie van hoge transparantie en lage elektrische weerstand, " de laatste minstens 10 keer groter dan het vorige bestaande record, zei Sam Yoon, die ook een corresponderende auteur is en een professor in werktuigbouwkunde aan de Korea University.

De film behoudt ook zijn eigenschappen na herhaalde cycli van zwaar strekken of buigen, Yarin zei - een belangrijke eigenschap voor touchscreens of wearables.

De fabricage begint met het elektrospinnen van een nanovezelmat van polyacrylonitril, of PAN, waarvan de vezels ongeveer een honderdste van de diameter van een mensenhaar zijn. De vezel schiet eruit als een snel oprollende noedel, dat, wanneer het op een oppervlak wordt afgezet, zichzelf een miljoen keer snijdt, zei Yarin.

"De nanovezel spint uit in een spiraalvormige kegel, maar vormt tijdens de vlucht fractale lussen, " zei Yarin. "De lussen hebben lussen, dus het wordt erg lang en erg dun."

Het naakte PAN-polymeer geleidt niet, dus het moet eerst worden bedekt met een metaal om metaalionen aan te trekken. De vezel wordt vervolgens gegalvaniseerd met koper of zilver, nikkel of goud.

Het elektrospinnen en het galvaniseren zijn beide relatief hoge doorvoer, commercieel haalbare processen die elk slechts enkele seconden duren, volgens de onderzoekers.

"We kunnen dan de met metaal beklede vezels nemen en overbrengen naar elk oppervlak - de huid van de hand, een blad, of glas, " zei Yarin. Een extra toepassing kan zijn als een oppervlak met nanostructuur dat de koelefficiëntie drastisch verhoogt.

Yoon zei dat de "zelffusie" door galvanisatie op de vezelverbindingen "de contactweerstand drastisch verminderde". Yarin merkte op dat de met metaal beklede verbindingen de percolatie van de elektrische stroom vergemakkelijkten - en ook de fysieke veerkracht van het nanomateriaal verklaren.

"Maar het meeste zijn gaten, " hij zei, waardoor het 92 procent transparant is. "Je ziet het niet."