Relação entre a plasticidade do filme de nanofios de prata e a resistência à fratura por cisalhamento

Figura 1. Resistência à flexão e resistência ao risco superficial de filmes de nanofios de prata para telas dobráveis. Crédito:Wang Mengjiao

Uma equipe de pesquisa liderada por Ji Shulin dos Institutos Hefei de Ciências Físicas da Academia Chinesa de Ciências (CAS) estudando o mecanismo de filmes de nanofios de prata descobriu recentemente que quanto melhor a plasticidade dos filmes, mais resistentes eles eram à fratura por cisalhamento. . Os resultados foram publicados em Nanotecnologia .
Os filmes condutores transparentes de nanofios de prata apresentam excelentes vantagens de aplicação para telas sensíveis ao toque, sensores, células solares e aquecedores de filme devido à sua excelente condutividade, alta definição óptica e boa flexibilidade. No entanto, como um dos importantes materiais eletrônicos flexíveis sob condições mecânicas extremas, as propriedades dos filmes de nanofios de prata são instáveis.

O estudo do comportamento de fratura de nanofios de prata em filmes finos sob tensão de cisalhamento envolveu testes de cisalhamento, experimentos de nano-indentação, simulação teórica tensão-deformação e análise microestrutural aprofundada. Os pesquisadores descobriram que, usando diferentes diâmetros de nanofios e espessuras de filme para transferir forças nos filmes, a deformação plástica causada pela nucleação do defeito e o movimento na área de concentração de tensão levaria a diferenças no "pescoço" do nanofio.

Portanto, a adição de uma camada tampão de metal ultrafina entre o filme de nanofios de prata e o substrato para dispersar o estresse pode melhorar a resistência à fratura por cisalhamento dos filmes sem afetar as propriedades ópticas e também pode melhorar a estabilidade à flexão dos filmes.

Figura 2. Curvas carga-deslocamento de filmes de nanofios de prata com diferentes diâmetros de nanofios e espessuras de filme. Crédito:Wang Mengjiao
Figura 4. Caracterização microestrutural de diferentes partes de um nanofio de prata após fratura sob tensão de cisalhamento do filme. Crédito:Wang Mengjiao
Figura 3. Curvas tensão-deformação de filmes de nanofios de prata com diferentes diâmetros de nanofios e espessuras de filme. Crédito:Wang Mengjiao

Além da fratura por cisalhamento, a equipe investigou a uniformidade do filme e a resistência a arranhões sob flexão repetida. Eles alcançaram maior uniformidade do que o Óxido de Estanho de Índio com uma dureza superficial de 3H em milhares de curvas. + Explorar mais