211service.com
Klare kulstof-nanorør-film
Det første elektroniske produkt, der bruger kulstof-nanorør, forventes at komme på markedet i år. Unidym , en startup baseret i Menlo Park, Californien, planlægger at begynde at sælge ruller af sine kulstof-nanorør-belagte plastfilm i anden halvdel af 2009.
Nanotube krympefolie: En lille prøve af den kulstof-nanorør-coatede plastikfilm, der kunne bruges som gennemsigtige elektroder i touchskærme, roll-up-skærme og tyndfilmssolceller.
De gennemsigtige, ledende film kunne gøre fremstilling af LCD-skærme hurtigere og billigere. De kunne forbedre levetiden for berøringspaneler, der bruges i pengeautomatskærme og supermarkedskiosker. De kan også bane vejen for fleksible tyndfilmssolceller og lyse, roll-up farveskærme. Skærmene kunne bruges i mobiltelefoner, reklametavler og elektroniske bøger og magasiner.
I alle disse applikationer ville nanorørpladerne erstatte indiumtinoxid (ITO) belægninger, der i øjeblikket bruges som gennemsigtige elektroder. ITO revner let og er et dyrere materiale. Prisen på indium er steget med 100 gange i de sidste 10 år, siger Peter Harrop , formand for IDTechEx, et forsknings- og konsulentfirma med base i Cambridge, U.K.
Sean Olson, vicepræsident for forretningsudvikling hos Unidym, siger, at berøringspaneler – som er særligt følsomme over for ITO’s skørhed – vil være det første marked, som virksomheden vil målrette mod. Han fortæller, at Unidym allerede arbejder med førende berøringspanelproducenter.
Mange displayproducenter arbejder på produkter ved hjælp af de nye film. I oktober demonstrerede Samsung den første prototype af en 14,3-tommer farve elektronisk papirenhed lavet med filmene. Tidligere sidste år demonstrerede Unidym på Society for Information Display-symposium en farve LCD-prototype i samarbejde med Silicon Display-teknologi , baseret i Seoul, Korea. Unidym arbejder også sammen med det japanske kemifirma Nippon Kayaku om at lave tyndfilmssolceller.
Brug af nanorør-film i stedet for ITO-belægninger ville medføre flere fordele for skærmproducenter. Kulstof er et billigt, rigeligt materiale. Carbon nanorør er stærkere og mere fleksible end ITO. Det vigtigste er, at nanorørfilmene er nemmere at afsætte på plastik- og glasunderlag.
Den store fordel, LCD-fyre ser på, er ikke materialeomkostninger, siger Olson. Det går fra ITO, som [kræver] vakuumaflejring, til noget, der er lettere belagt. Det ville øge virksomhedens udbytte og reducere produktionsomkostningerne.
Den nye film er en sammenfiltret måtte af kulstof nanorør på plastik. Unidyms metode til fremstilling af nanorør er et nøgleteknologisk gennembrud. Elektroniske produkter med kulstof nanorør er blevet holdt i skak hovedsageligt på grund af vanskeligheden ved at lave rene partier af højtydende ledende nanorør til en rimelig pris. Batcher af materialet indeholder rør, der både er ledende og halvledende. Nanorørs egenskaber afhænger også af andre faktorer, såsom længde, diameter og antallet af vægge, de har.
Unidym bruger en kemisk dampaflejringsmetode til at dyrke materialet. En blanding af kulstofholdig gas og et metalkatalysatorbelagt substrat opvarmes ved en høj temperatur. Kulstofatomerne fra gassen binder sig til substratet og danner nanorør. Derefter bruger virksomheden oprensningsprocesser, herunder oxidation og syrebehandling, til at fjerne uønskede nanorør og forurenende stoffer, såsom andre former for kulstof.
Unidym har også patenteret en proces til at sprede nanorørene i en væske. Den bruger en rulle-til-rulle-teknik, der ligner udskrivning på papir for at afsætte nanorørsblækket på plastik. Virksomheden kan printe med hastigheder op til 50 meter i minuttet. Olson vil ikke afsløre flere oplysninger, men siger, at virksomheden har optimeret disse teknikker for at opnå den bedste gennemsigtige, ledende filmydelse.
Mindst én anden ITO-erstatning er allerede ved at blive solgt. Fujitsu bruger en gennemsigtig, ledende organisk polymer til at lave berøringsskærme. Imidlertid nedbrydes polymeren over tid, når den udsættes for varme eller lys, og dens ledningsevne er ikke høj nok til brug i LCD'er eller elektroniske papirskærme.
Der arbejdes i øjeblikket på andre potentielle ITO-erstatninger i forskellige laboratorier. Mange forskergrupper gør fremskridt med kulstofmaterialet grafen. University of Michigan elektroteknik og professor i datalogi L. Jay Guo har lavet gitre af ekstremt tynde metaltråde. Han siger, at disse ville være mere egnede end kulstofnanorør til fremstilling af elektroder på tyndfilmsolceller, fordi de ville forbedre lysabsorptionen. Tænk på det som at koncentrere indkommende sollysenergi i et meget tyndt lag, siger Guo.
Men Unidyms kulstof-nanorør-film kan være den første levedygtige ITO-erstatning for berøringsskærme, fleksible skærme og tyndfilmssolceller. Unidym udvikler også printbare tyndfilmstransistorer og brændselscelleelektroder ved hjælp af kulstofnanorør.