瑞士科学家3D打印金银纳米墙可制造更高性能触摸屏

时间:2016年01月16日作者:xyzvlf评论次数:0

触摸屏是我们的生活中不可缺少的一种技术。包括智能手机、平板电脑在内的各种电子设备都离不开它,而怎样提升其性能并降低制造成本一直都是世界各大企业和机构的研究重点。最近,苏黎世联邦理工大学(ETH)就找到了一种可行的创新型方法 — “纳米液滴”3D打印。这种方法能够以金、银纳米颗粒为原料3D打印出超薄的“纳米墙”,从而制造出从未有过的透明导电电极,最终创造出画面质量更好,响应更精准的触摸屏。

使用金纳米颗粒3D打印纳米墙(想象图)
使用金纳米颗粒3D打印纳米墙(想象图)

触摸屏是我们的生活中不可缺少的一种技术。包括智能手机、平板电脑在内的各种电子设备都离不开它,而怎样提升其性能并降低制造成本一直都是世界各大企业和机构的研究重点。最近,苏黎世联邦理工大学(ETH)就找到了一种可行的创新型方法 — “纳米液滴”3D打印。这种方法能够以金、银纳米颗粒为原料3D打印出超薄的“纳米墙”,从而制造出从未有过的透明导电电极,最终创造出画面质量更好,响应更精准的触摸屏。

据中国3D打印第一互动媒体平台南极熊了解,触摸屏技术是依靠喷涂在设备表面的微型导电电极实现的。这种肉眼几乎看不到的电极是由导电材料制成的纳米墙组成的,而目前最常用的材料是氧化铟锡。它的透明度很高,但导电性较差,不过此次ETH的新方法 — 以金、银的纳米颗粒为原料3D打印出纳米墙却没有这样的缺陷,因为它可以同时实现较高的透明度和导电性。

瑞士科学家3D打印金银纳米墙可制造更高性能触摸屏

“使用氧化铟锡是因为这种材料具有相对较高的透明度,并且用它制造薄层的工艺很成熟。不过由于它的导电性相对较差,所以我们选择了导电性更强的金和银。”

说到这里你可能会产生疑惑,金和银并不是透明的呀!这就是ETH这种纳米3D打印技术 — “电流体动力学墨水喷射打印”的神奇之处。它不但可令金属材料保持住原有的导电性,而且可将它们创建出透明的结构。目前,研究者们已经利用该技术成功3D打印出了厚度在80-500纳米之间的超薄电极层。

这种3D打印技术是由ETH的热力学教授Dimos Poulikakos和他的同事合作开发的。使用时,金属纳米颗粒(以金、银为例)制成的墨水会溶解于溶剂中,然后在电场作用下被分散成极细的液滴。之后溶剂会迅速蒸发,留下已成型的3D结构。由于液滴的尺寸要比将它们释放出的孔洞小10倍,所以3D结构的尺寸可以非常细小。

瑞士科学家3D打印金银纳米墙可制造更高性能触摸屏

除了触摸屏,这种技术还有2个非常适合的制造应用:第一、大型触摸屏和使用有机发光二极管(OLED)的可弯曲显示屏;第二、同样需要用到透明电极的太阳能电池。

ETH表示,这是世界上首次使用3D打印技术制造出触摸屏的纳米墙,而由此带来了许多明显的好处:纳米墙的透明度和导电性都提升了许多,制造成本却下降了不少 — 这是因为原来使用氧化铟锡制造时需要非常洁净的环境,而创造这样的环境需要耗费许多金钱。他们表示,接下来的工作将是继续研究,令这种3D打印技术能够实现工业化和大规模制造。

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