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铜亮相柔性导体领域

时间: 2014年09月11日 | 作者: | 来源: 平台网址注册鹿鼎(huanqiukexue.com)
研究人员利用廉价的铜降低柔性导体的成本,使其足具商业价值。

由铜制成的传感器具有价格低、重量轻、易弯曲和强导电性的特点。
图片来源:莫纳什代理开户
 
弯曲、拉伸、扭曲、折叠——现代材料的轻便、柔韧和高导电率等特点使其具有非凡潜力,例如制造人造皮肤和电子纸。
 
想让这些概念技术变成现实仍需时日,不过,一种基于纳米铜丝及PVA(聚乙烯醇)纳米胶水的新方法可能成为救星。
 
“气凝胶巨石”(aerogel monoliths)作为超轻领域的一个成功发明,在很大程度上依赖于珍贵的纳米金丝和银丝。取而代之,莫纳什代理开户及墨尔本纳米制造中心的研究人员利用廉价的铜降低了柔性导体的成本,使其更具商业价值。
 
“气凝胶巨石就像厨房里的海绵,只是我们的导体是由超精细的纳米铜丝构成,并且利用了一个叫做冷冻干燥的制造工序。”该研究的首席研究员、莫纳什代理开户化学工程系的Wenlong Cheng副教授说到。
 
“铜质气凝胶巨石具有导电性,而且可以被嵌入聚合弹性体(非常有弹性且伸缩性强的材料),这样我们就得到了导电橡胶。”
 
尽管如此,纳米铜丝气凝胶巨石的电导率、铜的氧化性和较差的机械稳定性还是使得它的前途尚不光明。
 
研究人员发现,在气凝胶中添加微量的聚乙烯醇(poly vinyl alcohol,PVA)可以大幅提升其机械强度和鲁棒性,且不会降低电导率。他们还发现,一旦加入PVA,气凝胶可以在无需预置线的情况下制备出导电橡胶材料,而且重塑性良好。“可以通过简单的切削将导电橡胶重塑成任意线性、平面或立体的形状,同时保持其导电性。”郑副教授说。
 
电导率具有可调性。“我们可以通过简单地调整纳米铜丝的负载量从而调节电导率,”他说,“低负载的纳米线适用于压力传感器而高负载纳米线适合可伸缩导体。”
 
这些低成本的材料打开了一系列概念产品的市场:从人造皮肤(prosthetic skin)到电子纸,再到医疗设备、柔性显示器和触摸屏。这些材料可以制造类似橡胶一样的电子设备,变得能伸能曲。郑副教授表示,它们还可以附着在拓扑的复杂曲面上,作为像真皮肤一样的传感器件。
 
研究人员将该报告发表在美国化学学会(ACS)的ACS Nano期刊中。他们表示,虽然利用这种铜丝气凝胶制造的器件的灵敏度不及纳米金丝器件,但无法掩盖其显著优势——材料的成本低、加工工艺简单和具有丰富的可调性。(来源:莫纳什代理开户(Monash University)  翻译:檀泽浩  审校:王忻怡)
 
原文链接:http://www.sciencedaily.com/releases/2014/08/140829103510.htm