(PhysOrg.com) - Uma equipe de químicos da Duke University aperfeiçoou uma maneira simples de fazer pequenos nanofios de cobre em grande quantidade. Os condutores baratos são pequenos o suficiente para serem transparentes, tornando-os ideais para células solares de película fina, TVs de tela plana e computadores, e visores flexíveis.

“Imagine um iPad dobrável, "disse Benjamin Wiley, professor assistente de química na Duke. Sua equipe relata suas descobertas online esta semana em Materiais avançados .

Nanofios feitos de cobre têm melhor desempenho do que nanotubos de carbono, e são muito mais baratos do que os nanofios de prata, Wiley disse.

As mais recentes TVs de tela plana e telas de computador produzem imagens por uma série de pixels eletrônicos conectados por uma camada condutora transparente feita de óxido de estanho e índio (ITO). ITO também é usado como um eletrodo transparente em células solares de película fina.

Mas ITO tem desvantagens:é frágil, tornando-o inadequado para telas flexíveis; seu processo de produção é ineficiente; e é caro e está ficando cada vez mais caro devido ao aumento da demanda.

"Se vamos ter esses onipresentes eletrônicos e células solares, "Wiley disse, "Precisamos usar materiais que são abundantes na crosta terrestre e não consomem muita energia para extrair." Ele ressalta que existem muito poucos materiais que são conhecidos por serem transparentes e condutores, é por isso que o ITO ainda está sendo usado, apesar de suas desvantagens.

Contudo, O novo trabalho de Wiley mostra que o cobre, que é mil vezes mais abundante que o índio, pode ser usado para fazer um filme de nanofios que é transparente e condutor.

Os nanofios de prata também funcionam bem como um condutor transparente, e Wiley contribuiu com uma patente sobre a produção deles como estudante de graduação. Mas prata, como índio, é raro e caro. Outros pesquisadores têm tentado melhorar o desempenho dos nanotubos de carbono como um condutor transparente, mas sem muita sorte.

“O fato de os nanofios de cobre serem mais baratos e funcionarem melhor os torna um material muito promissor para resolver este problema, "Wiley disse.

Wiley e seus alunos, O candidato a PhD Aaron Rathmell e o aluno de graduação Stephen Bergin, cresceu os nanofios de cobre em uma solução à base de água. "Ao adicionar diferentes produtos químicos à solução, você pode controlar a montagem de átomos em diferentes nanoestruturas, "Wiley disse. Neste caso, quando o cobre cristaliza, primeiro forma pequenas "sementes, "e então um único nanofio brota de cada semente. É um mecanismo de crescimento de cristal que nunca foi observado antes.

Como o processo é baseado em água, e porque os nanofios de cobre são flexíveis, Wiley acha que os nanofios podem ser revestidos da solução em um processo roll-to-roll, como a impressão de jornais, o que seria muito mais eficiente do que o processo de produção de ITO.

Outros pesquisadores já produziram nanofios de cobre antes, mas em uma escala muito menor.

O laboratório de Wiley também é o primeiro a demonstrar que os nanofios de cobre funcionam bem como um condutor transparente. Ele disse que o processo precisará ser ampliado para uso comercial, e ele também tem alguns outros problemas para resolver:impedir que os nanofios se aglutinem, o que reduz a transparência, e evitar a oxidação do cobre, o que diminui a condutividade. Uma vez que o problema de aglutinação foi resolvido, Wiley acredita que a condutividade dos nanofios de cobre será igual à dos nanofios de prata e do ITO.

Wiley, quem solicitou uma patente para seu processo, espera ver nanofios de cobre em uso comercial em um futuro não muito distante. Ele observa que já existe financiamento de investimento disponível para o desenvolvimento de condutores transparentes baseados em nanofios de prata.

“Achamos que usar um material cem vezes mais barato será ainda mais atraente para os capitalistas de risco, empresas de eletrônicos e empresas de energia solar que precisam desses eletrodos transparentes, " ele disse.