p Embora a Estátua da Liberdade e as moedas de um centavo continuem a ficar verdes, eletrônicos impressos e telas de mídia feitas de nanofios de cobre sempre manterão sua cor original. p Os químicos da Duke University criaram um novo conjunto de nanofios eletricamente condutores de fios finos de átomos de cobre misturados com níquel. Os nanofios de cobre-níquel, na forma de um filme, conduzem eletricidade mesmo sob condições que quebram a transferência de elétrons em nanofios de prata e cobre, mostra um novo estudo.

p Como os filmes feitos com nanofios de cobre-níquel são estáveis ​​e são relativamente baratos de criar, eles são uma opção atraente para uso em eletrônica impressa, produtos como papel eletrônico, embalagens inteligentes e roupas interativas, disse Benjamin Wiley, professor assistente de química na Duke. Sua equipe descreve os novos nanofios em um NanoLetters artigo publicado online em 29 de maio.

p Os novos nanofios de cobre-níquel são os nanomateriais mais recentes que o laboratório de Wiley desenvolveu como uma possível alternativa de baixo custo ao óxido de índio e estanho, ou ITO. Este material é revestido em vidro para formar a camada condutora transparente nas telas dos telefones celulares, leitores eletrônicos e iPads.

p Índio, a $ 600 - $ 800 por quilograma, é um elemento caro de terra rara. A maior parte é extraída e exportada da China, que está reduzindo as exportações, fazendo com que o preço do índio aumentasse. O óxido de índio e estanho é depositado na forma de vapor em um processo relativamente lento, caro processo de revestimento, adicionando ao seu custo. E o filme é frágil, que é um dos principais motivos pelos quais os blocos de assinatura nas filas de caixa dos supermercados acabam falhando e porque ainda não há um sistema flexível, iPad rolável.

p Ano passado, O laboratório de Wiley criou filmes de nanofios de cobre que podem ser depositados de um líquido em um rápido, processo de revestimento barato. Esses filmes condutores são muito mais flexíveis do que o filme ITO atual. O cobre também é mil vezes mais abundante e cem vezes mais barato que o índio. Um problema com os filmes de nanofios de cobre, Contudo, é que eles têm uma tonalidade laranja que não seria desejável em uma tela de exibição. Os filmes à base de cobre também oxidam gradualmente quando expostos ao ar, sofrendo da mesma reação química que transforma a Estátua da Liberdade ou um velho centavo verde, Wiley disse.

p Nickels, Contudo, raramente ficam verdes. Inspirado na moeda de cinco centavos dos EUA, Wiley se perguntou se ele poderia prevenir a oxidação dos nanofios de cobre adicionando níquel. Ele e seu aluno de pós-graduação, Aaron Rathmell, desenvolveu um método de mistura de níquel em nanofios de cobre aquecendo-os em uma solução de sal de níquel.

p "Dentro de alguns minutos, os nanofios tornam-se muito mais cinzentos, "Wiley disse.

p Rathmell e Wiley então assaram os novos nanofios em várias temperaturas para testar por quanto tempo eles conduziam eletricidade e resistiam à oxidação. Os testes mostram que os filmes de nanofio de cobre-níquel teriam que permanecer no ar em temperatura ambiente por 400 anos antes de perder 50 por cento de sua condutividade elétrica. Os nanofios de prata perderiam metade de sua condutividade em 36 meses nas mesmas condições. Nanofios de cobre simples durariam apenas 3 meses.

p Enquanto os nanofios de cobre-níquel se empilham contra prata e cobre sozinho, eles não vão substituir o óxido de índio-estanho em telas planas tão cedo, Wiley disse, explicando isso, para filmes com transparência semelhante, os filmes de nanofios de cobre-níquel ainda não podem conduzir a mesma quantidade de eletricidade que o ITO. "Em vez de, estamos atualmente nos concentrando em aplicativos onde o ITO não pode ir, como eletrônica impressa, " ele disse.

p A maior estabilidade dos nanofios de cobre-níquel os torna uma alternativa melhor ao cobre e à prata para aplicações que requerem um nível estável de condutividade elétrica por mais de alguns anos, o que é importante para certas aplicações de eletrônicos impressos, Wiley disse.

p Ele explicou que a eletrônica impressa combina tintas condutoras ou eletronicamente ativas com os processos de impressão que fazem revistas, embalagens de consumo e designs de roupas. O baixo custo e a alta velocidade desses processos de impressão os tornam atrativos para a produção de células solares, LEDs, embalagens de plástico e roupas.