透明的电子产品,例如头显,可以让飞行员在保持前方视线的情况下读取飞行数据,提高了安全性,并允许用户在运动过程中访问数据。对于医疗保健应用来说,电子器件不仅需要便宜和易于制造,还需要有足够的柔韧性以适应皮肤。银纳米线网络符合这些标准。然而,目前的开发方法会产生随机的纳米线排列,不足以满足高级应用的需要。
即将发表在《Advanced Intelligent Systems》上的一项研究中,来自大阪大学的研究人员利用高分辨率打印技术制造了厘米级的交叉排列的银纳米线阵列,其特征尺寸可重现,从20到250微米。作为功能性的概念验证,他们用阵列来检测植物的电生理信号。
研究人员首先创建了一个图案化的聚合物表面,以定义后续的纳米线特征尺寸。使用玻璃棒在图案上扫过银纳米线,导致平行或交叉排列的纳米线网络,这取决于扫描的方向。纳米线的交叉排列、图案内的排列和电光特性都令人印象深刻。
"小于100微米的图案的片状电阻在每平方25至170欧姆之间,550纳米处的可见光透射率为96%至99%,"共同高级作者Teppei Araki说。"这些数值非常适合透明电子产品。"
研究人员通过监测巴西水草叶子的电势,展示了他们技术的实用性。由于纳米线阵列是透明的,研究人员能够在长时间获取数据的同时,让叶片处于视觉观察之下。2至3微米厚的装置贴合在叶片表面,而不会造成叶片损伤。
"我们基于微电极的有机场效应晶体管表现出优异的多功能性,"共同高级作者Tsuyoshi Sekitani说。"例如,透明度为90%,导通比约为106,在半径为8毫米的地方弯曲时,漏电流保持稳定。"