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下一代觸屏材料有了“無銦方案”

來源:中國有色金屬報 日期:2021年08月09日 09:14 人氣:

銦作為一種稀有金屬,最重要的應用之一是合成為氧化銦錫。這種化合物因其光學透明和導電的特征,成為觸摸屏材料的“幕后功臣”。但銦稀缺且價格昂貴,未來甚至有“瀕危”風險。日前,澳大利亞悉尼大學的研究人員找到了潛在解決方案:他們開發出一種運用等離子體技術制作不含銦的透明導電薄膜的新方法,新薄膜可靈活操縱,制作過程耗電量小且環境友好。

此次發明的新觸摸屏薄膜不含等離子體,但制造過程使用了等離子體技術,這是一種新氧化鎢沉積方法。通過此方法,研究人員開發了一種由氧化鎢和銀組成的納米復合材料,允許電致變色設備根據用戶的需求高效且快速地改變顏色。

利用一種被稱為“等離子體濺射”的工藝,研究人員在玻璃上制作了新型超薄的“夾心”材料——一層超薄的銀夾在兩層氧化鎢之間。這種結構的厚度不到100納米。

制作過程中,研究人員將氬氣和氧氣的混合物置于一個強大的電場中,直到該混合物轉變為等離子體狀態。等離子體被用來轟擊一個鎢固體目標,從中分離出原子并將它們作為沉積在玻璃表面上的超薄層。

接著,研究人員用金屬銀重復這個過程,最后第三次用到了嵌入銀納米顆粒的氧化鎢。整個過程只需要幾分鐘,產生的廢物極少,比使用銦更便宜。生成的薄膜可用于任何玻璃表面,如手機屏幕或窗戶。

完成后的等離子薄膜是電致變色的,與對環境光線起反應的變色眼鏡不同,對該薄膜施加電壓則可以改變其透明度和顏色。

悉尼大學生物醫學工程學院和物理學院研究員貝南·阿卡萬說:“涂有新等離子薄膜的智能窗戶可以用來阻擋光線,根據需要阻擋熱量。還可涂在任何玻璃表面,根據室外天氣進行設置以調節透明度。”

研究人員表示,這種無銦新技術在制造下一代觸摸屏設備(如智能手機或電子紙),或用于環境友好的智能窗戶和太陽能電池方面,都擁有巨大潛力。目前,這項技術已準備開辟更大規模的商業道路。

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