Un nouveau, un film ultrafin à la fois transparent et hautement conducteur de courant électrique a été produit par une méthode simple et peu coûteuse conçue par une équipe internationale de chercheurs en nanomatériaux de l'Université de l'Illinois à Chicago et de l'Université de Corée.

Le film est également pliable et étirable, offrant des applications potentielles dans les écrans tactiles enroulables, électronique portable, cellules solaires flexibles et peau électronique. Les résultats sont rapportés dans Matériaux fonctionnels avancés .

Le nouveau film est composé de nanofils d'argent fondus, et est produit en pulvérisant les particules de nanofils à travers une minuscule buse à jet à une vitesse supersonique. Le résultat est un film avec presque la conductivité électrique de la plaque d'argent et la transparence du verre, dit l'auteur principal Alexander Yarin, Professeur Distingué UIC de Génie Mécanique.

"Le nanofil d'argent est une particule, mais très long et fin, " a déclaré Yarin. Les nanofils mesurent environ 20 microns de long, donc quatre posés bout à bout couvriraient la largeur d'un cheveu humain. Mais leur diamètre est mille fois plus petit et nettement plus petit que la longueur d'onde de la lumière visible, qui minimise la diffusion de la lumière.

Les chercheurs ont suspendu les particules de nanofils dans l'eau et les ont propulsées par air à travers une buse de Laval, qui a la même géométrie qu'un moteur à réaction, mais n'a que quelques millimètres de diamètre.

"Le liquide a besoin d'être atomisé pour qu'il s'évapore en vol, " a déclaré Yarin. Lorsque les nanofils frappent la surface sur laquelle ils sont appliqués à une vitesse supersonique, ils fusionnent, car leur énergie cinétique est convertie en chaleur.

"La vitesse idéale est de 400 mètres par seconde, " Yarin a dit. " Si l'énergie est trop élevée, disons 600 mètres par seconde, ça coupe les fils. Si trop bas, à 200 mètres par seconde, il n'y a pas assez de chaleur pour faire fondre les fils."

Les chercheurs ont appliqué les nanofils à des films plastiques souples et à des objets tridimensionnels. "La forme de la surface n'a pas d'importance, " dit Yarine.

Le film flexible transparent peut être plié à plusieurs reprises et étiré jusqu'à sept fois sa longueur d'origine et fonctionne toujours, dit Sam Yoon, l'auteur correspondant de l'étude et professeur de génie mécanique à l'Université de Corée.

Plus tôt cette année, Yarin et Yoon et leurs collègues ont produit un film conducteur transparent en galvanisant un tapis de nanofibres enchevêtrées avec du cuivre. Par rapport à ce film, le film de nanofil d'argent auto-fondu offre une meilleure évolutivité et un meilleur taux de production, dit Yoon.

"Il devrait être plus facile et moins cher à fabriquer, comme il s'agit d'un processus en une étape par rapport à un processus en deux étapes, " a déclaré Yarin. " Vous pouvez le faire roll-to-roll sur une ligne industrielle, continuellement."