211service.com
Průhledné uhlíkové nanotrubkové filmy
První elektronický produkt využívající uhlíkové nanotrubice má přijít na trh letos. Unidym , startup se sídlem v Menlo Park, CA, plánuje zahájit prodej rolí svých plastových fólií potažených uhlíkovými nanotrubičkami ve druhé polovině roku 2009.
Smršťovací fólie z nanotrubice: Malý vzorek plastového filmu potaženého uhlíkovými nanotrubičkami, který by mohl být použit jako průhledné elektrody v dotykových obrazovkách, roll-up displejích a tenkovrstvých solárních článcích.
Průhledné, vodivé fólie by mohly zrychlit a zlevnit výrobu LCD obrazovek. Mohly by prodloužit životnost dotykových panelů používaných na obrazovkách bankomatů a kioscích supermarketů. Mohou také připravit cestu pro flexibilní tenkovrstvé solární články a jasné, rolovací barevné displeje. Displeje lze použít v mobilních telefonech, billboardech a elektronických knihách a časopisech.
Ve všech těchto aplikacích by desky nanotrubiček nahradily povlaky oxidu india a cínu (ITO), které se v současnosti používají jako průhledné elektrody. ITO snadno praská a je dražším materiálem. Cena india vzrostla za posledních 10 let stokrát, říká Peter Harrop , předseda IDTechEx, výzkumné a konzultační firmy se sídlem v Cambridge ve Spojeném království.
Sean Olson, viceprezident pro rozvoj podnikání ve společnosti Unidym, říká, že dotykové panely – které jsou obzvláště citlivé na křehkost ITO – budou prvním trhem, na který se společnost zaměří. Říká, že Unidym již spolupracuje s předními výrobci dotykových panelů.
Mnoho výrobců displejů pracuje na produktech využívajících nové fólie. V říjnu Samsung předvedl první prototyp 14,3palcového barevného elektronického papírového zařízení vyrobeného z filmů. Začátkem loňského roku na sympoziu Society for Information Display Unidym předvedl prototyp barevného LCD ve spolupráci s Technologie silikonového displeje , se sídlem v Soulu v Koreji. Unidym také spolupracuje s japonskou chemickou společností Nippon Kayaku na výrobě tenkovrstvých solárních článků.
Použití nanotrubicových fólií místo ITO povlaků by přineslo výrobcům displejů řadu výhod. Uhlík je levný, hojný materiál. Uhlíkové nanotrubice jsou pevnější a pružnější než ITO. Nejdůležitější je, že filmy z nanotrubiček se snadněji nanášejí na plastové a skleněné substráty.
Velký přínos, na který se lidé s LCD dívají, nejsou náklady na materiál, říká Olson. Jde to od ITO, které [vyžaduje] vakuové nanášení, k něčemu, co se snadněji potahuje. To by zvýšilo výnosy společnosti a snížilo výrobní náklady.
Nová fólie je zamotaná rohož z uhlíkových nanotrubiček na plastu. Metoda Unidymu k výrobě nanotrubiček je klíčovým technologickým průlomem. Elektronické produkty s uhlíkovými nanotrubičkami byly drženy na uzdě hlavně kvůli obtížnosti výroby čistých dávek vysoce výkonných vodivých nanotrubic za rozumnou cenu. Šarže materiálu obsahují trubky, které jsou vodivé i polovodivé. Vlastnosti nanotrubic také závisí na dalších faktorech, jako je délka, průměr a počet stěn, které mají.
Unidym používá k růstu materiálu metodu chemického napařování. Směs plynu obsahujícího uhlík a substrátu potaženého kovovým katalyzátorem se zahřívá na vysokou teplotu. Atomy uhlíku z plynu se připojí k substrátu a vytvoří nanotrubice. Poté společnost používá procesy čištění, včetně oxidace a úpravy kyselinou, k odstranění nežádoucích nanotrubiček a kontaminantů, jako jsou jiné formy uhlíku.
Unidym si také patentoval proces rozptýlení nanotrubiček v kapalině. Používá techniku roll-to-roll podobnou tisku na papír k nanášení inkoustu z nanotrubiček na plast. Společnost dokáže tisknout rychlostí až 50 metrů za minutu. Olson neprozradí žádné další informace, ale říká, že společnost optimalizovala tyto techniky, aby dosáhla nejlepšího výkonu transparentního, vodivého filmu.
Minimálně jedna další náhrada ITO se již prodává. Fujitsu používá k výrobě dotykových obrazovek průhledný vodivý organický polymer. Polymer však časem degraduje, když je vystaven teplu nebo světlu, a jeho vodivost není dostatečně vysoká pro použití v LCD nebo displejích z elektronického papíru.
Na dalších potenciálních náhradách ITO se v současné době pracuje v různých laboratořích. Mnoho výzkumných skupin dělá pokroky s uhlíkovým materiálem grafenem. Profesor elektrotechniky a informatiky na University of Michigan L. Jay Guo vyrobila mřížky z extrémně tenkých kovových drátů. Říká, že by byly vhodnější než uhlíkové nanotrubice pro výrobu elektrod na tenkovrstvých solárních článcích, protože by zvýšily absorpci světla. Myslete na to jako na koncentraci přicházející sluneční energie do velmi tenké vrstvy, říká Guo.
Ale filmy z uhlíkových nanotrubic Unidym by mohly být první životaschopnou náhradou ITO za dotykové obrazovky, flexibilní displeje a tenkovrstvé solární články. Unidym také vyvíjí tisknutelné tenkovrstvé tranzistory a elektrody palivových článků pomocí uhlíkových nanotrubic.