(PhysOrg.com) - A medida que el mercado de pantallas de cristal líquido y otros dispositivos electrónicos sigue aumentando el precio del indio, el material utilizado para hacer que los electrodos de óxido de indio y estaño (ITO) sean transparentes en estos dispositivos, los científicos han estado buscando una alternativa menos costosa y más dinámica, especialmente para su uso en la electrónica flexible del futuro.

Además de su alto precio, ITO tiene varios inconvenientes. Es quebradizo lo que lo hace poco práctico para su uso en pantallas flexibles y células solares, y hay una falta de disponibilidad de indio, que se encuentra principalmente en Asia. Más lejos, la producción de películas ITO es relativamente ineficiente.

Ahora, investigadores de UCLA informan en la revista ACS Nano que han desarrollado un método único para producir electrodos transparentes que utiliza nanocables de plata en combinación con otros nanomateriales. Los nuevos electrodos son flexibles y altamente conductores y superan las limitaciones asociadas con ITO.

Durante algún tiempo, Las redes de nanocables de plata (AgNW) se han considerado candidatos prometedores para reemplazar a la tecnología de la información y las comunicaciones porque son flexibles y cada cable es altamente conductor. Pero a menudo se han requerido tratamientos complicados para fusionar AgNW cruzados para lograr una baja resistencia y una buena adhesión al sustrato. Para abordar esto, Los investigadores de UCLA demostraron que al fusionar AgNW con nanopartículas de óxido metálico y polímeros orgánicos, podrían producir de manera eficiente conductores altamente transparentes.

El equipo de investigadores representa una colaboración entre el departamento de ciencia e ingeniería de materiales de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Henry Samueli de UCLA; el departamento de química y bioquímica de la Facultad de Letras y Ciencias de UCLA; y el California NanoSystems Institute (CNSI) en UCLA.

El equipo estaba dirigido por Yang Yang, profesor de ciencia e ingeniería de materiales, y Paul Weiss, director del CNSI y profesor de ciencia e ingeniería de materiales y de química y bioquímica.

"En este trabajo, demostramos un método de solución simple y efectivo para lograr películas compuestas de AgNW altamente conductoras con excelente transparencia óptica y propiedades mecánicas, ", dijo Yang, quien también dirige el Centro de Energía Renovable Nano en el CNSI." Esta es, con mucho, la mejor solución:un procesado, electrodo transparente que es compatible con una amplia variedad de opciones de sustrato ".

Los científicos pueden rociar fácilmente una superficie con los nanocables para hacer una estera transparente, pero el desafío es lograr que los nanocables de plata se adhieran a la superficie de manera más segura sin el uso de temperaturas extremas (200 ° C) o altas presiones, pasos que hacen que los nanomateriales sean menos compatibles con los materiales orgánicos sensibles que se utilizan normalmente para fabricar componentes electrónicos flexibles.

Para enfrentar este desafío, Rui Zhu, el primer autor del artículo, desarrolló un método de baja temperatura para fabricar electrodos transparentes de alto rendimiento a partir de nanocables de plata utilizando un recubrimiento por pulverización de una combinación única de nanomateriales.

Primero, Los investigadores rociaron una solución de nanocables de plata disponibles comercialmente sobre una superficie. Luego trataron los nanocables con una solución de nanopartículas de dióxido de titanio para crear una película híbrida. A medida que la película se seca, las fuerzas capilares unen los nanocables, mejorando la conductividad de la película. Luego, los científicos recubrieron la película con una capa de polímero conductor para aumentar la adherencia de los cables a la superficie.

Las mallas compuestas AgNW son altamente conductoras, con excelente transparencia óptica y propiedades mecánicas. El equipo de investigación también construyó células solares utilizando los nuevos electrodos y descubrió que su rendimiento era comparable al de las células solares fabricadas con óxido de indio y estaño.