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

 

Инопланетяне
Инопланетяне

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

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.