p Eletrodos transparentes são um componente crítico de células solares e visores eletrônicos. Para coletar eletricidade em uma célula solar ou injetar eletricidade para um display, você precisa de um contato condutor, como um metal, mas você também precisa permitir a entrada (para células solares) ou a saída de luz (para monitores). p O metal é opaco, então, as técnicas atuais usam óxidos de metal, na maioria das vezes, óxido de índio e estanho - um metal de terra rara quase crítico - como o contato condutor. Como os suprimentos desse metal de terras raras são limitados, Os pesquisadores do Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) recorreram a malhas de nanofios de metal ordenadas que fornecem alta transmissividade (devido aos pequenos diâmetros dos nanofios), alta conectividade elétrica (devido aos muitos pontos de contato na malha) e uso de elementos mais comuns. A pesquisa aparece no jornal Matéria Macia .

p As matrizes de nanofios também têm aplicações para metamateriais ópticos - materiais compostos geralmente feitos de metais e dielétricos - que têm propriedades ópticas únicas não encontradas na natureza. Por exemplo, todos os materiais que ocorrem naturalmente têm um índice de refração positivo. Mas os metamateriais podem ser projetados para ter um índice de refração negativo, o que significa que a luz que passa por este material iria na direção oposta do que normalmente se veria, e pode criar estruturas como dispositivos de camuflagem e lentes perfeitas.

p Como a estrutura dos metamateriais ópticos deve ser menor do que o comprimento de onda em que funcionam, a fabricação de metamateriais ópticos operando em comprimentos de onda visíveis requer recursos da ordem de 100 nanômetros ou menores.

p "Demonstramos um método escalonável para criar matrizes e malhas de nanofios metálicos em áreas de centímetros quadrados com dimensões e geometrias sub-100 nanométricas ajustáveis, "disse a cientista de materiais do LLNL Anna Hiszpanski, investigador principal do projeto. "Fomos capazes de atingir dimensões comparáveis ​​ou menores do que as técnicas tradicionais de nanofab podem produzir e fazer isso em uma área significativamente maior, relevante para aplicações do mundo real."

p Para aplicações de eletrodo transparente, ter essas pequenas malhas de nanofios de metal é importante porque seu pequeno diâmetro nanométrico permite que mais luz passe, enquanto a natureza ordenada das matrizes / malhas aumenta o número de contatos elétricos entre os nanofios, aumentando a condutividade.

p "Encomendar nanofios para aumentar o número de interconexões elétricas entre os fios é altamente desejável, mas difícil de fazer, "Hiszpanski disse." Com base no comportamento de automontagem de copolímeros em bloco que outros grupos demonstraram, nós vencemos esse desafio e criamos malhas de nanofios de metal ordenadas. A abordagem ascendente muito simples que usamos para fabricar essas malhas de nanofios ordenados é inerentemente escalonável para áreas relevantes para o dispositivo. "

p Uma área de tamanho de amostra comum usando essas técnicas tradicionais de nanofabricação para metamateriais é de 100 mícrons (quadrado), mas a equipe foi capaz de criar nanopadrões com áreas de mais de um centímetro (quadrado) - áreas mais de seis ordens de magnitude maiores.

p "Para começar a usar esses metamateriais além do laboratório e em aplicações, a fabricação em áreas maiores é uma necessidade, "disse o cientista de materiais do LLNL Yong Han, um co-autor do artigo.

p A próxima etapa é aumentar a condutividade da malha de nanofios de metal.