Співробітники Університету Райса (США) створили прозорі гнучкі провідні плівки на основі графену і металевої сітки.

Нові плівки можуть замінити оксид індію та олова, часто використовуваний в якості прозорого проводить покриття. Він зручний для обробки і має хороші електричні характеристики, а його недоліками вважаються досить висока вартість, обумовлена ​​тим, що індій до рідкісних елементів, і крихкість.

«Багато хто займається пошуками гнучкого матеріалу, який зможе витіснити оксид індію та олова, – говорить керівник дослідження Джеймс Тур (James Tour). – В інших лабораторіях пробували використати чисту графен, але при високому ступені прозорості він не давав потрібної електропровідності. Його треба чимось доповнювати ». Знаючи про це, американці спробували об'єднати графен з металевою (золотий, алюмінієвої, мідної) сіткою, мінімальна ширина ліній якої становила 5 мкм. «Середній діаметр волосу людини приблизно в десять разів перевершує цю величину, а розгледіти волосся не так-то просто», – зауважує пан Тур.

Гібридні плівки виготовлялися за відомим і добре відпрацьованими технологіями. На малюнку нижче етапи A1-А4 відповідають підготовці металевої сітки на прозорій підкладці, роль якої відігравала скло або гнучкий поліетилентерефталат, а стадії В1-В4 – вирощування графена на мідній фользі (каталізаторі) з твердого джерела вуглецю – поліметілтметакрілата PMMA. На етапах АВ1-АВ2 вирощений графен, підтримуваний шаром PMMA, переноситься на металеву сітку, після чого поліметілтметакрілат видаляють за допомогою ацетону.

Схема виготовлення прозорих гібридних електродів (ілюстрація з журналу ACS Nano).

Готові гібридні електроди продемонстрували зовсім невелике шарове опір, опускається до 3 Ом / квадрат при коефіцієнті пропускання в ~ 80%. Якщо вимоги до коефіцієнта підняти до 90%, опір зростала до ~ 20 Ом / квадрат. Ці значення автори називають одними з найнижчих в класі прозорих електродних матеріалів.

Вимірювання також показали, що електропровідність гнучкої плівки на поліетілентерефталатовой підкладці знижувалася на 20-30 відсотків після 50 згинань, але потім стабілізувалася і практично не змінювалася при наступних п'яти сотнях згинань. Крім того, плівка, цілий рік пролежала в лабораторії, легко витримала вплив навколишнього середовища: погіршення її характеристик вчені не відзначили.

Гібридний електрод після 500 згинань (ілюстрація Tour Lab / Rice University).

За матеріалами: Університету Райса

Tweet