韩国科学技术研究院开发出大型可拉伸透明电极

发表时间：2020-05-08 14:30:36 作者：编辑部 来源：游戏王国 浏览：次

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原标题：韩国科学技术研究院开发出大型可拉伸透明电极

[据美国物理学组织网站2020年5月6日报道]韩国科学技术研究院（KIST）宣布开发出一种制造大面积波浪形纳米银线网络电极的新技术，该电极不仅具有可拉伸结构，还具有较高的导电性与透明性。

透明电极对基于太阳能电池和触摸屏的显示设备至关重要。当前，基于氧化铟锡（ITO）的透明电极已经得到了商业化应用，但制造过程中用到的金属氧化物薄层使其可拉伸性变得极差且非常脆弱不适用于柔性和可穿戴设备。因此，开发具有可拉伸性的透明电极对于柔性和可穿戴设备的发展极为重要。通常，银纳米线的直径只有几十纳米，且体积小、可弯曲、导电性能优异。因此，银纳米线随机组成的纳米线网络可以用来制造高透明度的柔性电极。然而，尽管银纳米线具有可弯曲性和柔性特征，但其不能作为可拉伸材料使用。

研究人员探索了制造可拉伸电极的方法，将银纳米线放置在预拉伸的弹性基材上，并松弛基材使其恢复到原来的大小，在此过程中产生波浪状或褶皱状的银纳米线结构，不过其曲率半径都很小。此外，该方法有一个主要的问题：纳米线很容易因反复的拉伸-松弛循环而遭到破坏。解决这一问题的方法通常是通过增加纳米线的数量，从而形成一个高密度的纳米线网络，这样即使纳米线部分断裂，仍然可以保持足够的电连接，以实现弹性电极。然而，创建一个高密度的网络会大大降低透明度，因此，制造一个高度透明的、可以拉伸的、具有良好导电率的电极非常具有挑战性。

韩国科学技术研究院开发了一种新工艺，通过将纳米线网络与溶剂接触，形成一个结构上可拉伸的纳米线网络，以克服纳米线在松弛预拉伸基材时断裂和损坏的问题。当溶剂被放置在纳米线网络上时，纳米线网络会变得湿润，单个纳米线之间的摩擦阻力变得更小。特别是，每一根银纳米线在溶剂中加工后，可以重新排列成具有大曲率半径的弯曲纳米线结构，从而实现稳定拉伸的结构。由于纳米线没有经历任何不稳定的条件，因此没有纳米线网络断裂或纳米线层剥落。

该技术工艺制造出的银纳米线网络，能够将基材及其纳米线的长度拉伸至少50%以上，在大约5000次拉伸循环中仍能稳定地保持透明度和导电性。研究小组还发现，这种类型的材料可以通过使用乙醇和水作为溶剂的廉价环保工艺来生产。

研究人员利用该工艺技术在A4纸大小的基材上形成了波浪形的银纳米线网络膜，并成功地创建了可拉伸且透明的显示器，该显示器的大小与成年人的手大小相同。尽管施加了各种机械变形，该显示器仍保持其恒定的发光效率。经测试，可将银纳米线网络长度拉伸至少50%以上，大约5000次拉伸循环中仍能稳定地保持透明度和导电性。同时，研究小组还发现，这种类型的材料可以通过使用乙醇和水作为溶剂的廉价环保工艺来生产，且对除电致发光层以外的所有透明显示器都适用。研究人员表示，该技术可用于批量生产，有望对可穿戴电子设备市场产生巨大影响，如高性能智能穿戴和医疗设备等领域。（国家工业信息安全发展研究中心刘彧宽）游戏网

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