Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Исходный массив
Полученная УНТ-пленка
Вытягивание массива в пленку
Готовая пленка (товарный вид)
Зависимость прозрачности и сопротивления вдоль слоя от линейного растяжения
Устройство сенсорной панели

Скалка для нанотрубок

Ключевые слова:  дисплей, углеродные нанотрубки, углеродный материал

Опубликовал(а):  Чепиков Всеволод Николаевич

11 марта 2010

Прозрачные электропроводящие пленки (TCF) широко используются в производстве, в основном, как компонент сенсорных жидкокристаллических дисплеев. Сейчас это пленки из оксида олова-индия (ITO), но они являются хрупкими и довольно дорогими. Углеродные нанотрубки, обладающие механической прочностью и отличной гибкостью, рассматриваются как реальная альтернатива ITO. Перед учеными стоит задача по созданию экономически выгодных методов синтеза нанотрубок. В настоящее время однослойные нанотрубки уже синтезированы непосредственно на кварцевой подложке в виде равномерного слоя, что дает возможность для их практического использования. Но показатели пленок пока не удовлетворяют промышленным требованиям. К тому же однослойные нанотрубки (SWCNT) дороже, чем многослойные (MWCNT).

В 2002 году была разработан "сухой" способ получения углеродных пленок непосредственно из "сверхупорядоченных массивов" нанотрубок (SACNT), которые представляют собой плотные и равномерные слои MWCNT. Массив площадью 0.01 м2 может быть вытянут в пленку площадью до 10 м2. При этом пленка будет содержать крайне незначительное число дефектов. Стоит отметить, что "сухой" способ производства более выгоден по сравнению с "мокрым", т.к. не требуется большого количества вредного растворителя и не ведет к значительным потерям вещества при очистке и осаждении.

Массивы SACNT выращивались на больших 8-ми дюймовых пластинах. После чего вытягиваются непосредственно на подложке с защитным покрытием, сохраняющим их от прилипания и повреждения. С растяжением проводимость пленок падает, но зато увеличивается их прозрачность. Из массива можно вытянуть пленку шириной 8 см и длиной более 60 м (при толщине массива 250 мкм - сопротивление около 1 кОм*м при растяжении до 60% - сопротивление 1,6 кОм*м и прозрачность 86,5%). Теоретически процесс можно сделать непрерывным с изготовлением рулонов любой длины. При дальнейшем растяжении в пленке начинают возникать дефекты и она теряет свои свойства. Подобные свойства не идут ни в какое сравнение с ITO пленками, которые легко ломаются и быстро теряют свои свойства при деформации. Правда, сопротивление высококачественных ITOпленок варьируется от 10 до 100 Ом*м при прозрачности 85%.

Пока полученные пленки УНТ не удовлетворяют промышленным требованиям по проводимости и прозрачности, однако они являются гораздо более гибкими, чем ITO пленки. Для дальнейшего использования пленок в составе TCF требуется их улучшение. Например, для сенсорного экрана требуется прозрачность 85% при сопротивлении 500 Ом*м.

Существуют два метода улучшения прозрачности пленок: обрезание исходных массивов и обрезание готовых пленок. Чем меньше высота массива, тем больше прозрачность пленки (при плазменной обрезке массива со 164 мкм до 74 мкм его прозрачность растет с 78 до 85%, а сопротивление с 1 кОм*м до 1,9 кОм*м), однако если его высота меньше 100 мкм, пленка может быть дефектной. Второй метод предполагает лазерную корректировку готовой пленки. К его недостаткам стоит отнести окисление поверхностного слоя пленки. Однако лучшим вариантом, видимо, будет комбинация этих методов.

Для улучшения проводимости использовалось напыление металла. Однако хорошие проводники плохо наносятся на нанотрубки, поэтому использовали тончайшую подложку из никеля или титана, на которую наносили проводящий слой. Наилучшие результаты показала система Ni/Au (2нм Ni - 10 нм Au): для массивов толщиной 130, 194 и 257 мкм сопротивление уменьшилось на 97,4%, 95,6% и 93,4% соответственно, а прозрачность стала равна 76,3%, 66,9% и 56,5%.

Уже выпущен первый прототип устройства - 2,8-ми дюймовая сенсорная панель SACNT. Верхний и нижний слой состоят из проводящих пленок, а между ними слой изолятора - полиметилметакрилата. При соприкосновение двух слоев происходит замыкание цепи, а по ее сопротивлению в результате можно однозначно определить точку нажатия. Единственной сложною является доступность исходных массивов углеродных нанотрубок. Но при дальнейшем развитии технологий эта проблема будет устранена, а производство таких пленок станет массовым.




Комментарии
Интересно! И что нанотрубки плющат чтобы получить плёнку и "плавят"? А что утоньшение - это, как сказано, снятие слоя?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Поверхность наночастиц CeO2
Поверхность наночастиц CeO2

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Графеновые маски выходят на борьбу с Covid 19. Графен губит вирусы. Сенсор для противотуберкулезного препарата. Взаимодействие Дзялошинского-Мории и механическая деформация. Скирмионы займутся растяжкой?

Ученые разработали технологию трехмерной печати генно-инженерных конструкций для направленной регенерации костных тканей
Группа российских ученых разработала оригинальную технологию трехмерной печати персонализированных изделий из биоактивной керамики и создала персонализированные ген-активированные имплантаты. Проведен комплексный физико-химический и биохимический анализ экспериментальных образцов ген-активированных материалов и персонализированных имплантатов для инженерии и направленной регенерации костных тканей, полученных с использованием технологий трехмерной печати, включая доклинические исследования на крупных животных.

Ученые из ИОФ РАН осуществили лазерный перенос графена
Исследователи из Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН) напечатали «смятый» графен на кремниевой подложке, используя метод лазерно-индуцированного прямого переноса. Этот относительно простой процесс может заменить трудоемкие литографические способы создания гарфеновых структур в перспективных устройствах микроэлектроники.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.