下一代觸屏材料有了“無銦方案”
* 來源 : 中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng) * 發(fā)表時間 : 2021-7-22 0:00:00 * 瀏覽 : 1323
原文來源：科技日報
科技日報北京7月21日電 （實習(xí)記者張佳欣）銦作為一種稀有金屬，最重要的應(yīng)用之一是合成為氧化銦錫。這種化合物因其光學(xué)透明和導(dǎo)電的特征，成為觸摸屏材料的“幕后功臣”。但銦稀缺且價格昂貴，未來甚至有“瀕危”風(fēng)險。現(xiàn)在，澳大利亞悉尼大學(xué)的研究人員找到了潛在解決方案：他們開發(fā)出一種運用等離子體技術(shù)制作不含銦的透明導(dǎo)電薄膜的新方法，新薄膜可靈活操縱，制作過程耗電量小且環(huán)境友好。相關(guān)研究發(fā)表在19日的《太陽能材料和太陽能電池》雜志上。
此次發(fā)明的新觸摸屏薄膜不含等離子體，但制造過程使用了等離子體技術(shù)，這是一種名為HiPIMS的新氧化鎢沉積方法。通過此方法，研究人員開發(fā)了一種由氧化鎢和銀組成的納米復(fù)合材料，允許電致變色設(shè)備根據(jù)用戶的需求高效且快速地改變顏色。
利用一種被稱為“等離子體濺射”的工藝，研究人員在玻璃上制作了新型超薄的“夾心”材料——一層超薄的銀夾在兩層氧化鎢之間。這種結(jié)構(gòu)的厚度不到100納米，大約是人類頭發(fā)寬度的千分之一。
制作過程中，研究人員將氬氣和氧氣的混合物置于一個強(qiáng)大的電場中，直到該混合物轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體狀態(tài)。等離子體被用來轟擊一個鎢固體目標(biāo)，從中分離出原子并將它們作為沉積在玻璃表面上的超薄層。
接著，研究人員用金屬銀重復(fù)這個過程，最后第三次用到了嵌入銀納米顆粒的氧化鎢。整個過程只需要幾分鐘，產(chǎn)生的廢物極少，比使用銦更便宜。由此生成的薄膜可用于任何玻璃表面，如手機(jī)屏幕或窗戶。
完成后的等離子薄膜是電致變色的，與對環(huán)境光線起反應(yīng)的變色眼鏡不同，如果對該薄膜施加電壓則可以改變其透明度和顏色。
悉尼大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院和物理學(xué)院研究員貝南·阿卡萬說：“涂有新等離子薄膜的智能窗戶可以用來阻擋光線，根據(jù)需要阻擋熱量。還可涂在任何玻璃表面，根據(jù)室外天氣進(jìn)行設(shè)置以調(diào)節(jié)透明度。”
研究人員表示，這種無銦新技術(shù)在制造下一代觸摸屏設(shè)備（如智能手機(jī)或電子紙），或用于環(huán)境友好的智能窗戶和太陽能電池方面，都擁有巨大潛力。目前，這項技術(shù)已準(zhǔn)備開辟更大規(guī)模的商業(yè)道路。而他們下一步目標(biāo)是使其適用于未來的可穿戴電子設(shè)備。