(Phys.org) —Los investigadores han creado un nuevo tipo de electrodo transparente que podría encontrar usos en las células solares, pantallas flexibles para computadoras y electrónica de consumo y futuros circuitos "optoelectrónicos" para sensores y procesamiento de información.

El electrodo está hecho de nanocables de plata cubiertos con un material llamado grafeno, una capa extremadamente fina de carbono. El material híbrido se muestra prometedor como posible reemplazo del óxido de indio y estaño, o ITO, utilizado en electrodos transparentes para monitores de pantalla táctil, pantallas de teléfonos móviles y televisores de pantalla plana. La industria está buscando alternativas a la ITO debido a sus inconvenientes:es relativamente costosa debido a la abundancia limitada de indio, y es inflexible y se degrada con el tiempo, volviéndose frágil y obstaculizando el rendimiento.

"Si intenta doblar ITO, se agrieta y luego deja de funcionar correctamente, ", dijo el estudiante de doctorado de la Universidad de Purdue, Suprem Das.

El material híbrido podría representar un paso hacia las innovaciones, incluyendo células solares flexibles y monitores de color, Pantallas flexibles "heads-up" en parabrisas de automóviles y pantallas de información en anteojos y viseras.

"La innovación clave es un material transparente, pero eléctricamente conductivo y flexible, "dijo David Janes, profesor de ingeniería eléctrica e informática.

Los hallazgos de la investigación se detallaron en un artículo que apareció en línea en abril en la revista. Materiales funcionales avanzados . El documento está disponible en línea en http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201300124/full. Fue escrito por Das; el estudiante visitante Ruiyi Chen; los estudiantes de posgrado Changwook Jeong y Mohammad Ryyan Khan; Janes y Muhammad A. Alam, profesor de Purdue de ingeniería eléctrica e informática.

El concepto híbrido fue propuesto en publicaciones anteriores por investigadores de Purdue, incluyendo un artículo de 2011 en la revista Nano letras . El concepto representa un enfoque general que podría aplicarse a muchos otros materiales, dijo Alam, quien fue coautor del Nano letras papel.

"Esta es una hermosa ilustración de cómo la teoría permite una nueva forma fundamental de diseñar material a nanoescala y adaptar sus propiedades, " él dijo.

Tales estructuras híbridas podrían permitir a los investigadores superar el "cuello de botella del transporte de electrones" de películas extremadamente delgadas, referidos como materiales bidimensionales.

La combinación de nanocables de grafeno y plata en un material híbrido supera los inconvenientes de cada material de forma individual:el grafeno y los nanocables conducen la electricidad con demasiada resistencia para ser práctico para electrodos transparentes. Las hojas de grafeno están hechas de segmentos individuales llamados granos, y la resistencia aumenta en los límites entre estos granos. Nanocables de plata, por otra parte, tienen una alta resistencia porque están orientados aleatoriamente como un revoltijo de palillos de dientes en diferentes direcciones. Esta orientación aleatoria provoca un mal contacto entre los nanocables, resultando en una alta resistencia.

"Así que ninguno de los dos es bueno para conducir electricidad, pero cuando los combinas en una estructura híbrida, son, "Dijo Janes.

El grafeno se coloca sobre los nanocables de plata.

"Es como poner una hoja de celofán sobre un plato de fideos, ", Dijo Janes." El grafeno se envuelve alrededor de los nanocables de plata y se extiende alrededor de ellos ".

Los resultados muestran que el material tiene una baja "resistencia laminar, "o la resistencia eléctrica en capas muy delgadas de material, que se mide en unidades llamadas "cuadrados". A 22 ohmios por cuadrado, es cinco veces mejor que ITO, que tiene una resistencia de hoja de 100 ohmios por cuadrado.

Es más, Se encontró que la estructura híbrida tiene pocos cambios de resistencia cuando se dobla, mientras que ITO muestra aumentos dramáticos en la resistencia cuando se dobla.

"La generalidad del concepto teórico que subyace a esta demostración experimental, a saber, 'dopaje por percolación', sugiere que es probable que se aplique a una amplia gama de otros materiales nanocristalinos 2-D, incluido el grafeno, "Dijo Alam.

La Oficina de Comercialización de Tecnología de Purdue ha presentado una solicitud de patente.