L'étirable, Un radiateur transparent peut être utilisé pour réchauffer le corps humain (où le bracelet noir peut contrôler la température) ou pour dégivrer les rétroviseurs de voiture. Crédit :Byeong Wan An, et al. ©2015 Société chimique américaine
(Phys.org)—Les chercheurs ont fabriqué une électrode extensible et transparente qui peut être utilisée pour des applications telles que le chauffage de parties du corps et le dégivrage des rétroviseurs extérieurs des voitures. C'est le premier appareil électronique extensible en verre métallique, qui est un métal qui a une structure amorphe (désordonnée) comme celle d'un verre, au lieu de la structure cristalline hautement ordonnée que les métaux ont normalement.
Les chercheurs, dirigé par Ju-Young Kim et Jang-Ung Park à l'Institut national des sciences et technologies d'Ulsan (UNIST) en Corée du Sud, ont publié un article sur le nouveau stretchable, dispositifs de chauffage transparents dans un récent numéro de Lettres nano .
Alors que les verres métalliques existent depuis les années 1960, ils n'ont pas été largement commercialisés. Une partie du problème est qu'ils sont chers et que le traitement peut être difficile, mais une partie de la raison du manque de commercialisation est aussi parce que les matériaux sont toujours à la recherche d'une application idéale. Jusqu'à présent, ils ont été explorés pour une utilisation comme boîtiers de téléphone portable, Instruments chirurgicaux, et clubs de golf, entre autres, mais aucun de ces domaines n'a connu un grand succès commercial.
La nouvelle étude montre que les verres métalliques ont plusieurs propriétés qui les rendent attrayants pour l'électronique portable. Certaines de ces propriétés incluent la flexibilité inhérente, transparence, et la stabilité dans des conditions chaudes et humides.
"Nous pensons que les propriétés ductiles des verres métalliques sont bien adaptées à l'étirage, électrodes et éléments chauffants transparents, " Park a dit Phys.org .
Procédé de fabrication du verre métallique constitué d'un réseau de nanoauges cuivre-zirconium, qui est finalement noyé dans un substrat de silicone. Crédit :Byeong Wan An, et al. ©2015 Société chimique américaine
Les chercheurs ont choisi de travailler avec un verre métallique constitué d'un alliage cuivre-zirconium. Ils ont créé une toile emmêlée des deux métaux en les déposant sur un échafaudage en toile polymère sacrificielle. La nappe métallique résultante - ou "réseau nano-creux" - peut ensuite être transférée sur un substrat souple et transparent et, en raison de la nature conductrice des métaux, utilisé comme électrode.
Pour transformer cette électrode en réchauffeur, les chercheurs ont intégré la bande de verre métallique dans un matériau en silicone (PDMS), puis connecté à une tension. L'étirable, Le coussin chauffant transparent pouvait atteindre une température allant jusqu'à 180 °C (356 °F) tout en étant étiré à plus d'une fois et demie sa longueur initiale avec un changement de résistance négligeable. Les chercheurs ont également conçu un programme permettant à un utilisateur de contrôler sans fil la température avec son téléphone, démontrant comment l'appareil pourrait être utilisé comme patch cutané pour la thermothérapie.
Puisque le radiateur est transparent, il pourrait également être intégré dans le rétroviseur d'une voiture, où sa température élevée pourrait rapidement dégivrer le miroir par temps froid.
Les images infrarouges de l'appareil de chauffage montrent qu'il est étiré à 70 % plus longtemps que sa taille d'origine avec presque aucune diminution de la température de l'appareil de chauffage. Crédit :Byeong Wan An, et al. ©2015 Société chimique américaine
Actuellement, les chercheurs travaillent au développement de systèmes de production de masse pour commercialiser la nouvelle électrode.
D'autres matériaux qui ont été utilisés pour l'électronique extensible et transparente comprennent les nanotubes de carbone, nanofils métalliques, polymères conducteurs, et le graphène. Les résultats montrent ici que la stabilité chimique des verres métalliques ainsi que leurs propriétés mécaniques et optoélectroniques sont comparables ou dans certains cas meilleures que celles des matériaux précédents. En raison de ces résultats prometteurs, les chercheurs prévoient d'explorer plus avant le potentiel des verres métalliques pour de nombreux autres dispositifs étirables et transparents dans le cadre de recherches futures.
© 2016 Phys.org
