A pulverização supersônica produz novos nanomateriais para serem dobráveis, eletrônicos vestíveis
p Deixou, fotografia de um filme flexível revestido com nanofio de prata em grande escala. Direito, partículas de nanofio de prata vistas ao microscópio. Crédito:S.K. Yoon, Universidade da Coreia
p Um novo, filme ultrafino que é transparente e altamente condutivo à corrente elétrica foi produzido por um método simples e barato desenvolvido por uma equipe internacional de pesquisadores de nanomateriais da Universidade de Illinois em Chicago e da Universidade da Coreia. p O filme também é dobrável e esticável, oferecendo aplicações potenciais em visores roll-up touchscreen, eletrônicos vestíveis, células solares flexíveis e pele eletrônica. Os resultados são relatados em
Materiais Funcionais Avançados .
p O novo filme é feito de nanofios de prata fundida, e é produzido pulverizando as partículas de nanofio através de um minúsculo bico de jato em velocidade supersônica. O resultado é um filme com quase a condutividade elétrica de uma placa de prata - e a transparência do vidro, diz o autor sênior Alexander Yarin, Professor Ilustre UIC de Engenharia Mecânica.
p "O nanofio de prata é uma partícula, mas muito longo e fino, "Disse Yarin. Os nanofios medem cerca de 20 mícrons de comprimento, portanto, quatro dispostos de ponta a ponta ocupariam a largura de um fio de cabelo humano. Mas seu diâmetro é mil vezes menor - e significativamente menor do que o comprimento de onda da luz visível, que minimiza a dispersão de luz.
p Os pesquisadores suspenderam as partículas de nanofio em água e as impulsionaram pelo ar através de um bico de Laval, que tem a mesma geometria de um motor a jato, mas tem apenas alguns milímetros de diâmetro.
p "O líquido precisa ser atomizado para evaporar durante o voo, "Yarin disse. Quando os nanofios atingem a superfície em que estão sendo aplicados a uma velocidade supersônica, eles se fundem, à medida que sua energia cinética é convertida em calor.
p “A velocidade ideal é de 400 metros por segundo, "Yarin disse." Se a energia estiver muito alta, digamos 600 metros por segundo, corta os fios. Se muito baixo, como a 200 metros por segundo, não há calor suficiente para fundir os fios. "
p Os pesquisadores aplicaram os nanofios a filmes plásticos flexíveis e a objetos tridimensionais. "A forma da superfície não importa, "Yarin disse.
p O filme transparente flexível pode ser dobrado repetidamente e esticado até sete vezes seu comprimento original e ainda funcionar, disse Sam Yoon, o autor correspondente do estudo e um professor de engenharia mecânica na Universidade da Coreia.
p No início deste ano, Yarin e Yoon e seus colegas produziram um filme condutor transparente galvanizando uma esteira de nanofibra emaranhada com cobre. Comparado com aquele filme, o filme de nanofio de prata auto-fundido oferece melhor escalabilidade e taxa de produção, Yoon disse.
p “Deve ser mais fácil e barato de fabricar, como é um processo de uma etapa versus duas etapas, "disse Yarin." Você pode fazer roll-to-roll em uma linha industrial, continuamente."