Een Koreaans onderzoeksteam heeft een grootschalige rekbare en transparante elektrode ontwikkeld voor gebruik als rekbare display. Het Korea Institute of Science and Technology (KIST) heeft aangekondigd dat een onderzoeksteam, onder leiding van Dr. Sang-Soo Lee en Dr. Jeong Gon Son bij KIST's Photo-Electronic Hybrids Research Center, heeft een technologie ontwikkeld om een ​​golvende zilveren nanodraadnetwerkelektrode met een groot oppervlak (groter dan een A4-papier) te fabriceren die structureel rekbaar is met een hoge mate van geleidbaarheid en transparantie.

Transparante elektroden, waardoor elektriciteit stroomt, zijn essentieel voor weergaveapparaten op basis van zonnecellen en touchscreens. Een op indiumtinoxide (ITO) gebaseerde transparante elektrode wordt momenteel gecommercialiseerd voor gebruik. De op ITO gebaseerde transparante elektrode is gemaakt van een dunne laag metaaloxiden met een zeer lage rekbaarheid en is erg kwetsbaar. Dus, de ITO-elektrode is niet goed geschikt voor flexibele en draagbare apparaten, die naar verwachting snel mainstreamproducten zullen worden op de markt voor elektronische apparaten. Daarom, het is noodzakelijk om een ​​nieuwe transparante elektrode te ontwikkelen met rekbaarheid als een van de belangrijkste kenmerken.

Een zilveren nanodraad heeft een diameter van tientallen nanometers, en het nanomateriaal zelf is lang en dun als een stok. Door het kleine formaat van de nanodraad kan deze worden gebogen wanneer een externe kracht wordt uitgeoefend. Omdat het van zilver is, een zilveren nanodraad heeft een uitstekende elektrische geleidbaarheid en kan worden gebruikt in een willekeurig netwerk van rechte nanodraden om een ​​zeer transparante en flexibele elektrode te vervaardigen. Echter, ondanks het feit dat zilveren nanodraad buigzaam en flexibel is, het kan niet worden gebruikt als een rekbaar materiaal.

Andere onderzoeksteams hebben rekbare elektroden bestudeerd met behulp van een methode om zilveren nanodraden op voorgerekte elastische substraten te plaatsen en de substraten te ontspannen zodat ze terugkeren naar hun oorspronkelijke grootte. terwijl in het proces golvende of gerimpelde zilveren nanodraadstructuren met een kleine kromtestraal worden gecreëerd. Echter, deze methode heeft één groot probleem:de nanodraden breken gemakkelijk door de herhaalde rek-ontspannende cycli. Dit probleem is meestal aangepakt door het aantal nanodraden te vergroten om een ​​nanodraadnetwerk met hoge dichtheid te maken, zodat er nog steeds voldoende elektrische verbindingen kunnen worden onderhouden om de elastische elektroden te gebruiken, zelfs als de nanodraden gedeeltelijk gebroken zijn. Echter, het creëren van een netwerk met hoge dichtheid vermindert de transparantie aanzienlijk en maakt het zeer uitdagend om een ​​zeer transparante elektrode te fabriceren die kan worden uitgerekt en getransformeerd met zowel transparantie als geleidbaarheid.

Het KIST-onderzoeksteam, geleid door Dr. Sang-Soo Lee en Dr. Jeong Gon Son, heeft een nieuw proces ontwikkeld om een ​​structureel rekbaar nanodraadnetwerk te vormen door de nanodraadnetwerken in contact te brengen met oplosmiddelen om het probleem van nanodraadbreuk en beschadiging bij het ontspannen van het voorgerekte substraat te overwinnen. Wanneer de oplosmiddelen op de nanodraadnetwerken worden geplaatst, ze worden nat, en er is minder wrijvingsweerstand tussen de afzonderlijke nanodraden. Vooral, elke zilveren nanodraad kan in water worden bewerkt en herschikt tot een gebogen nanodraadstructuur met een grote kromtestraal, zodat een stabiel uit te rekken structuur kan worden gerealiseerd. Omdat de nanodraden geen onstabiele omstandigheden ervaren, er zijn geen breuken in het nanodraadnetwerk of het afpellen van de nanodraadlaag.

Door op deze manier een zilveren nanodraadnetwerk te fabriceren, het onderzoeksteam was in staat om het substraat en zijn nanodraden met ten minste 50% van de oorspronkelijke lengte uit te rekken, stabiel behoud van transparantie en geleidbaarheid voor ongeveer 5, 000 stretching-ontspannende cycli. Het team ontdekte ook dat dit soort materiaal kan worden geproduceerd met behulp van een goedkoop en milieuvriendelijk proces waarbij ethanol en water als oplosmiddelen worden gebruikt.

The KIST research team used its newly developed process to form a wavy silver nanowire network film on a substrate the size of an A4 paper and succeeded in creating a stretchable and transparent display the size of an adult's hand. This display maintained its constant luminescence efficiency despite the imposition of various mechanical deformations. Through testing, the team was able to prove the applicability of the new process to all displays that are transparent except for their electroluminescent layer.

Dr. Sang-Soo Lee at KIST said, "The stretchable and transparent electrodes made using wavy silver nanowire networks developed through this research have a high degree of electrical conductivity that is not changed by any deformation." KIST's Dr. Jeong Gon Son added, "Since the technology can be used for mass production, it is expected to have a great impact on markets related to wearable electronic devices, such as high-performance smart wear, and the medical equipment field."