(PhysOrg.com) -- Alors que le marché des écrans à cristaux liquides et d'autres appareils électroniques continue de faire grimper le prix de l'indium - le matériau utilisé pour fabriquer les électrodes transparentes en oxyde d'indium et d'étain (ITO) dans ces appareils - les scientifiques ont recherché un alternative moins coûteuse et plus dynamique, en particulier pour une utilisation dans l'électronique flexible future.

Outre son prix élevé, L'ITO présente plusieurs inconvénients. C'est cassant, ce qui le rend peu pratique pour une utilisation dans des écrans flexibles et des cellules solaires, et il y a un manque de disponibilité d'indium, qui se trouve principalement en Asie. Plus loin, la production de films ITO est relativement inefficace.

Maintenant, les chercheurs de l'UCLA rapportent dans la revue ACS Nano qu'ils ont développé une méthode unique pour produire des électrodes transparentes qui utilise des nanofils d'argent en combinaison avec d'autres nanomatériaux. Les nouvelles électrodes sont flexibles et hautement conductrices et surmontent les limitations associées à l'ITO.

Pour quelques temps, Les réseaux de nanofils d'argent (AgNW) ont été considérés comme des candidats prometteurs pour remplacer l'ITO car ils sont flexibles et chaque fil est hautement conducteur. Mais des traitements compliqués ont souvent été nécessaires pour fusionner les AgNW croisés afin d'obtenir une faible résistance et une bonne adhérence au substrat. Pour remédier à ce, les chercheurs de l'UCLA ont démontré qu'en fusionnant les AgNW avec des nanoparticules d'oxyde métallique et des polymères organiques, ils pourraient produire efficacement des conducteurs hautement transparents.

L'équipe de chercheurs représente une collaboration entre le département de science et d'ingénierie des matériaux de la UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science; le département de chimie et de biochimie de l'UCLA College of Letters and Science; et le California NanoSystems Institute (CNSI) à l'UCLA.

L'équipe était dirigée par Yang Yang, professeur de science et génie des matériaux, et Paul Weiss, directeur du CNSI et professeur de science et ingénierie des matériaux et de chimie et biochimie.

"Dans ce travail, nous démontrons une méthode de solution simple et efficace pour obtenir des films composites AgNW hautement conducteurs avec une excellente transparence optique et des propriétés mécaniques, " a déclaré Yang qui dirige également le Centre des nano-énergies renouvelables au CNSI. " C'est de loin la meilleure solution :un produit transformé, électrode transparente compatible avec une grande variété de choix de substrats."

Les scientifiques peuvent facilement pulvériser une surface avec les nanofils pour faire un tapis transparent, mais le défi est de faire adhérer les nanofils d'argent à la surface de manière plus sûre sans l'utilisation de températures extrêmes (200°C) ou de pressions élevées, des étapes qui rendent les nanomatériaux moins compatibles avec les matériaux organiques sensibles généralement utilisés pour fabriquer de l'électronique flexible.

Pour relever ce défi, Rui Zhu, le premier auteur de l'article, a développé une méthode à basse température pour fabriquer des électrodes transparentes hautes performances à partir de nanofils d'argent en utilisant un revêtement par pulvérisation d'une combinaison unique de nanomatériaux.

D'abord, les chercheurs ont pulvérisé une solution de nanofils d'argent disponibles dans le commerce sur une surface. Ils ont ensuite traité les nanofils avec une solution de nanoparticules de dioxyde de titane pour créer un film hybride. Pendant que le film sèche, les forces capillaires rapprochent les nanofils, améliorer la conductivité du film. Les scientifiques ont ensuite recouvert le film d'une couche de polymère conducteur pour augmenter l'adhérence des fils à la surface.

Les mailles composites AgNW sont hautement conductrices, avec une excellente transparence optique et des propriétés mécaniques. L'équipe de recherche a également construit des cellules solaires à l'aide des nouvelles électrodes et a constaté que leurs performances étaient comparables à celles des cellules solaires fabriquées avec de l'oxyde d'indium et d'étain.