Transparante elektronica, zoals head-updisplays waarmee piloten vluchtgegevens kunnen lezen terwijl ze hun blik vooruit kunnen houden, verbeteren de veiligheid en geven gebruikers toegang tot gegevens terwijl ze onderweg zijn. Voor toepassingen in de gezondheidszorg, de elektronica moet niet alleen goedkoop en eenvoudig te fabriceren zijn, maar ook voldoende flexibel om zich aan de huid aan te passen. Zilveren nanodraadnetwerken voldoen aan deze criteria. Echter, de huidige ontwikkelingsmethoden creëren willekeurige uitlijning van nanodraden die onvoldoende is voor geavanceerde toepassingen.

In een aanstaande studie in Geavanceerde intelligente systemen , onderzoekers van de Universiteit van Osaka hebben afdrukken met hoge resolutie gebruikt om kruislings uitgelijnde zilveren nanodraadarrays op centimeterschaal te fabriceren, met reproduceerbare kenmerken van 20 tot 250 micrometer. Als proof-of-concept voor functionaliteit, ze gebruikten hun arrays om elektrofysiologische signalen van planten te detecteren.

De onderzoekers creëerden eerst een polymeeroppervlak met een patroon om de daaropvolgende grootte van het nanodraadkenmerk te definiëren. Het gebruik van een glazen staaf om zilveren nanodraden over het patroon te vegen, leidde tot parallelle of kruislings uitgelijnde nanodraadnetwerken, afhankelijk van de richting van de zwaai. Nanodraad dwars-uitlijning, uitlijning binnen het patroon, en elektro-optische eigenschappen waren indrukwekkend.

"De plaatweerstand van patronen van minder dan 100 micrometer varieerde van 25 tot 170 ohm per vierkant, en de doorlaatbaarheid van zichtbaar licht bij 550 nanometer was 96% tot 99%, " zegt Teppei Araki, co-senior auteur. "Deze waarden zijn zeer geschikt voor transparante elektronica."

De onderzoekers toonden het nut van hun technologie door het elektrische potentieel van Braziliaanse waterwierbladeren te volgen. Omdat de nanodraadarrays transparant zijn, de onderzoekers waren in staat om het blad visueel te observeren terwijl ze gedurende lange tijd gegevens verzamelden. Een apparaat van 2 tot 3 micrometer dik dat zich aan het oppervlak van een blad aanpaste zonder schade te veroorzaken.

"Onze op micro-elektroden gebaseerde organische veldeffecttransistoren vertoonden uitstekende multifunctionaliteit, " zegt Tsuyoshi Sekitani, co-senior auteur. "Bijvoorbeeld, transparantie van 90%, de aan-uit-verhouding was ~10 ⁶ , en de lekstroom bleef stabiel bij buigen bij een straal van 8 millimeter."

Transparante elektronica is een opkomende technologie. Het moet eenvoudig en goedkoop zijn om in massa te produceren voor biogeneeskunde, civiele techniek, landbouw, en andere toepassingen die onderliggende visuele observatie vereisen. De hier beschreven opmars is een belangrijke stap in die richting. De onderzoekers van de Universiteit van Osaka zijn van plan verdere technische verbeteringen aan te brengen, zoals het opnemen van grafeen op het oppervlak van de nanodraad. Dit zal de uniformiteit van de plaatweerstand van de micro-elektroden verbeteren. uiteindelijk, de technologie van de onderzoekers zal de input van grondstoffen van elektronica helpen minimaliseren, en de functionaliteit van conventionele niet-transparante elektronica overtreffen.