Si bien la Estatua de la Libertad y los viejos centavos pueden seguir volviéndose verdes, La electrónica impresa y las pantallas de medios fabricadas con nanocables de cobre siempre mantendrán su color original.

Los químicos de la Universidad de Duke crearon un nuevo conjunto de nanocables conductores de electricidad de finas hebras de átomos de cobre mezclados con níquel. Los nanocables de cobre-níquel, en forma de película, Conducir electricidad incluso en condiciones que rompen la transferencia de electrones en nanocables de plata y cobre. muestra un nuevo estudio.

Debido a que las películas hechas con nanocables de cobre y níquel son estables y relativamente económicas de crear, son una opción atractiva para usar en electrónica impresa, productos como papel electrónico, envases inteligentes y ropa interactiva, dijo Benjamin Wiley, profesor asistente de química en Duke. Su equipo describe los nuevos nanocables en un NanoLetras artículo publicado en línea el 29 de mayo.

Los nuevos nanocables de cobre y níquel son el último nanomaterial que el laboratorio de Wiley ha desarrollado como una posible alternativa de bajo costo al óxido de indio y estaño. o ITO. Este material está recubierto de vidrio para formar la capa conductora transparente en las pantallas de visualización de los teléfonos móviles. lectores electrónicos y iPads.

Indio a $ 600 - $ 800 por kilogramo, es un elemento de tierras raras caro. La mayor parte se extrae y se exporta desde China, que está reduciendo las exportaciones, haciendo que el precio del indio aumente. El óxido de indio y estaño se deposita en forma de vapor en forma relativamente lenta proceso de recubrimiento caro, agregando a su costo. Y la película es frágil que es una de las principales razones por las que los blocs de firmas en las líneas de pago de las tiendas de comestibles finalmente fallan y por qué aún no existe una iPad enrollable.

El año pasado, El laboratorio de Wiley creó películas de nanocables de cobre que se pueden depositar de un líquido en un rápido, Proceso de recubrimiento económico. Estas películas conductoras son mucho más flexibles que la película ITO actual. El cobre también es mil veces más abundante y cien veces más barato que el indio. Un problema con las películas de nanocables de cobre, sin embargo, es que tienen un tinte naranja que no sería deseable en una pantalla de visualización. Las películas a base de cobre también se oxidan gradualmente cuando se exponen al aire, sufriendo la misma reacción química que vuelve verde la Estatua de la Libertad o un viejo centavo, Dijo Wiley.

Monedas de cinco centavos sin embargo, rara vez se vuelven verdes. Inspirado en la moneda de cinco centavos de EE. UU., Wiley se preguntó si podría evitar la oxidación de los nanocables de cobre añadiendo níquel. Él y su estudiante de posgrado, Aaron Rathmell, desarrolló un método para mezclar níquel en los nanocables de cobre calentándolos en una solución de sal de níquel.

"En unos minutos, los nanocables se vuelven mucho más grises en color, "Dijo Wiley.

Luego, Rathmell y Wiley hornearon los nuevos nanocables a varias temperaturas para probar cuánto tiempo condujeron la electricidad y resistieron la oxidación. Las pruebas muestran que las películas de nanocables de cobre y níquel tendrían que permanecer en el aire a temperatura ambiente durante 400 años antes de perder el 50 por ciento de su conductividad eléctrica. Los nanocables de plata perderían la mitad de su conductividad en 36 meses en las mismas condiciones. Los nanocables de cobre simple durarían solo 3 meses.

Mientras que los nanocables de cobre y níquel se comparan solo con la plata y el cobre, no van a reemplazar el óxido de indio-estaño en las pantallas planas en el corto plazo, Wiley dijo, explicando eso, para películas con transparencia similar, Las películas de nanocables de cobre y níquel aún no pueden conducir la misma cantidad de electricidad que las ITO. "En lugar de, actualmente nos estamos enfocando en aplicaciones donde ITO no puede ir, como la electrónica impresa, " él dijo.

La mayor estabilidad de los nanocables de cobre-níquel los convierte en una mejor alternativa tanto al cobre como a la plata para aplicaciones que requieren un nivel estable de conductividad eléctrica durante más de unos pocos años. que es importante para ciertas aplicaciones de electrónica impresa, Dijo Wiley.

Explicó que la electrónica impresa combina tintas conductoras o electrónicamente activas con los procesos de impresión que hacen las revistas, diseños de empaques y ropa de consumo. El bajo costo y la alta velocidad de estos procesos de impresión los hacen atractivos para la producción de células solares, LEDs, envases de plástico y prendas de vestir.