Технология сверхзвукового напыления — новое слово в производстве гибкой и прозрачной электроники
Гибкая и прозрачная электроника является одним из главных направлений в разработке электронных устройств нового поколения, устройств, которые можно полностью интегрировать прямо в одежду или в предметы повседневного обихода.
Самым традиционным способом изготовления гибкой электроники является печать элементов на основании при помощи специальных чернил, но исследователи из университета Иллинойса в Чикаго и Корейского университета разработали новый способ изготовления прозрачных токопроводящих пленок, которые смогут стать основой тончайших дисплеев, способные сворачиваться в рулоны, и другой гибкой электроники.
Для создания токопроводящей пленки исследователи создали коллоидный водный раствор, наполнителем которого являются серебряные нанопроводники. Это раствор был распылен при помощи так называемое сопла Лаваля, сопла, сужение которого напоминает сужение у песочных часов. Такие сопла широко используются в реактивных двигателях, но в данном случае размер этого сопла составлял всего несколько миллиметров.
Сужение сопла ускоряло содержащую нанопроводники жидкость до сверхзвуковых скоростей. За время полета в воздухе жидкость успевает испариться, а нанопроводники, ударяясь о поверхность основания, сплавляются друг с другом за счет тепла, выделяющегося от трения и от энергии удара.
«Скорость в 400 метров в секунду является идеальной для такого процесса» — рассказывает Александр Ярин, профессор из университета Иллинойса, — «Если скорость будет слишком высока, к примеру, 600 метров в секунду, нанопроводники будут разрушены еще в полете.
А если скорость будет слишком низкой, то энергии столкновения и трения будет недостаточно для получения высокой температуры, которая сплавляет проводники друг с другом».
Использованные исследователями нанопроводники имеют длину около 20 микрон и толщину, в 1000 раз меньшую толщины человеческого волоса. Это означает, что свет видимого диапазона проходит сквозь сетку из таких нанопрводников практически без потерь. А пленка, покрытая такой сеткой, остается прозрачной как стекло, но все же способна эффективно проводить электрический ток.
Сетка из нанопроводников может напыляться сверхзвуковым способом на поверхность стекла, пластика вне зависимости от сложности формы этой поверхности. Производительности одного сопла хватает для покрытия 100 квадратных сантиметров поверхности всего за 30 секунд времени.
Будучи нанесенной на поверхность эластичного основания, сетка из нанопроводников способна выдержать растяжение в семь раз по отношению к ее первоначальной длине.
