Технологія надзвукового напилення – нове слово у виробництві гнучкої та прозорої електроніки

Гнучка і прозора електроніка є одним з головних напрямків в розробці електронних пристроїв нового покоління, пристроїв, які можна повністю інтегрувати прямо в одяг або в предмети повсякденного вжитку.

Найтрадиційним способом виготовлення гнучкої електроніки є друк елементів на підставі за допомогою спеціального чорнила, але дослідники з університету Іллінойсу в Чикаго і Корейського університету розробили новий спосіб виготовлення прозорих струмопровідних плівок, які зможуть стати основою найтонших дисплеїв, здатні згортатися в рулони, і інший гнучкою електроніки .

Для створення струмопровідної плівки дослідники створили колоїдний водний розчин, наповнювачем якого є срібні нанопровідники. Це розчин був розпорошений за допомогою так зване сопла Лаваля, сопла, звуження якого нагадує звуження у пісочного годинника. Такі сопла широко використовуються в реактивних двигунах, але в даному випадку розмір цього сопла становив всього кілька міліметрів.

Звуження сопла прискорювало містить нанопровідники рідина до надзвукових швидкостей. За час польоту в повітрі рідина встигає випаруватися, а нанопровідники, вдаряючись об поверхню підстави, сплавляються один з одним за рахунок тепла, що виділяється від тертя і від енергії удару.

“Швидкість в 400 метрів в секунду є ідеальною для такого процесу” – розповідає Олександр Ярин, професор з університету Іллінойсу, – “Якщо швидкість буде занадто висока, наприклад, 600 метрів в секунду, нанопровідники будуть зруйновані ще в польоті. А якщо швидкість буде занадто низькою, то енергії зіткнення і тертя буде недостатньо для отримання високої температури, яка сплавляє провідники між собою “.

Використані дослідниками нанопровідники мають довжину близько 20 мікрон і товщину, в 1000 разів меншу за товщину людської волосини. Це означає, що світло видимого діапазону проходить крізь сітку з таких нанопрводніков практично без втрат. А плівка, покрита такою сіткою, залишається прозорою як скло, але все ж здатна ефективно проводити електричний струм.

Сітка з нанопровідникі може напилюватися надзвуковим способом на поверхню скла, пластику незалежно від складності форми цієї поверхні. Продуктивності одного сопла вистачає для покриття 100 квадратних сантиметрів поверхні всього за 30 секунд часу. Будучи нанесеною на поверхню еластичної основи, сітка з нанопровідників здатна витримати розтягнення в сім разів по відношенню до її початкової довжини.