Les nanofils d'argent sont prometteurs pour des applications telles que les écrans flexibles et les cellules solaires, mais leur sensibilité aux dommages causés par les rayons UV hautement énergétiques et les conditions environnementales difficiles a limité leur commercialisation.

De nouvelles recherches suggèrent que l'enveloppement des nanofils avec une couche ultrafine de carbone appelée graphène protège les structures des dommages et pourrait représenter une clé pour réaliser leur potentiel commercial.

"Nous montrons que même si vous n'avez qu'un matériau d'un atome d'épaisseur, il peut protéger d'une énorme quantité de dommages causés par les rayons UV, " a déclaré Gary Cheng, professeur agrégé de génie industriel à l'Université Purdue.

Les dispositifs fabriqués à partir de nanofils d'argent et de graphène pourraient trouver des utilisations dans les cellules solaires, écrans flexibles pour ordinateurs et appareils électroniques grand public, et les futurs circuits « optoélectroniques » pour les capteurs et le traitement de l'information. Le matériau est souple et transparent, pourtant électriquement conducteur, et est un remplacement potentiel de l'oxyde d'indium et d'étain, ou ITO. L'industrie cherche des alternatives à l'ITO en raison d'inconvénients :il est relativement coûteux en raison de l'abondance limitée d'indium, et il est inflexible et se dégrade avec le temps, devenant fragile et entravant les performances, dit Suprem Das, un ancien doctorant de Purdue et maintenant chercheur postdoctoral à l'Iowa State University et au Ames Laboratory.

Cependant, un facteur majeur limitant les applications commerciales des nanofils d'argent est leur sensibilité aux environnements difficiles et aux ondes électromagnétiques.

« Les dommages causés par les radiations sont généralisés, " dit Das, qui a dirigé les travaux avec le doctorant de Purdue Qiong Nian (prononcé Chung Nee-an). « Le dommage se produit en imagerie médicale, dans les applications spatiales et juste de l'exposition à long terme au soleil, mais nous constatons maintenant que si vous enveloppez des nanofils d'argent avec du graphène, vous pouvez surmonter ce problème."

Les résultats ont été publiés en octobre dans la revue ACS Nano , publié par l'American Chemical Society. Le document a été rédigé par Das; Nian; étudiants diplômés Mojib Saei, Shengyu Jin et Doosan Back; ancien associé de recherche postdoctoral Prashant Kumar; David B. Janes, un professeur de génie électrique et informatique; Muhammad A. Alam, le professeur Jai N. Gupta de génie électrique et informatique; et Cheng.

La spectroscopie Raman a été réalisée par le département de physique et d'astronomie de Purdue. Les résultats ont montré que la gaine de graphène protégeait les nanofils même lorsqu'ils étaient soumis à 2,5 mégawatts d'intensité énergétique par centimètre carré d'un laser à haute énergie, qui vaporise les fils déballés. Les fils non emballés ont été endommagés avec une intensité énergétique aussi faible que 0,8 mégawatt par centimètre carré.

"Il semble que le revêtement de graphène extrait et diffuse l'énergie thermique des nanofils, " a déclaré Das. Le graphène aide également à prévenir les dommages causés par l'humidité.

La recherche s'inscrit dans la continuité des résultats antérieurs publiés en 2013 et détaillés dans cet article.