La feuille de capteur de potentiel la plus fine et la plus transparente au monde. Crédit :Université d'Osaka
L'électronique transparente, telle que les affichages tête haute qui permettent aux pilotes de lire les données de vol tout en gardant les yeux devant eux, améliore la sécurité et permet aux utilisateurs d'accéder aux données pendant le transport. Pour les applications de santé, l'électronique doit non seulement être bon marché et simple à fabriquer, mais aussi suffisamment souple pour s'adapter à la peau. Les réseaux de nanofils d'argent répondent à ces critères. Cependant, les méthodes de développement actuelles créent un alignement aléatoire des nanofils qui est insuffisant pour les applications avancées.
Dans une étude à venir en Systèmes intelligents avancés , des chercheurs de l'université d'Osaka ont utilisé l'impression haute résolution pour fabriquer des réseaux de nanofils d'argent à alignement croisé à l'échelle centimétrique, avec des tailles de caractéristiques reproductibles de 20 à 250 micromètres. Comme preuve de concept pour la fonctionnalité, ils ont utilisé leurs réseaux pour détecter les signaux électrophysiologiques des plantes.
Les chercheurs ont d'abord créé une surface polymère à motifs pour définir la taille de la caractéristique du nanofil suivante. L'utilisation d'une tige de verre pour balayer les nanofils d'argent à travers le motif a conduit à des réseaux de nanofils parallèles ou à alignement croisé, selon la direction du balayage. Alignement croisé des nanofils, alignement dans le motif, et les propriétés électro-optiques étaient impressionnantes.
"La résistance de feuille des motifs de moins de 100 micromètres variait de 25 à 170 ohms par carré, et la transmittance de la lumière visible à 550 nanomètres était de 96% à 99%, " dit Teppei Araki, co-auteur principal. "Ces valeurs sont bien adaptées à l'électronique transparente."
Les chercheurs ont démontré l'utilité de leur technologie en surveillant le potentiel électrique des feuilles d'élodée brésilienne. Parce que les réseaux de nanofils sont transparents, les chercheurs ont pu garder la feuille sous observation visuelle tout en acquérant des données sur de longues périodes de temps. Un dispositif de 2 à 3 micromètres d'épaisseur s'est conformé à la surface d'une feuille sans causer de dommages.
Procédé par voie humide d'électrode transparente à base de nanofils d'Ag et de nanofils à alignement croisé. Réimprimé avec la permission de notre réalisation en Systèmes intelligents avancés . Crédit: Systèmes intelligents avancés
"Nos transistors à effet de champ organiques à base de microélectrodes ont présenté une excellente multifonctionnalité, " dit Tsuyoshi Sekitani, co-auteur principal. "Par exemple, transparence de 90%, le rapport marche-arrêt était d'environ 10 6 , et le courant de fuite est resté stable lors de la flexion à un rayon de 8 millimètres."
L'électronique transparente est une technologie émergente. Il doit être simple et peu coûteux à produire en masse pour la biomédecine, travaux publics, agriculture, et d'autres applications qui nécessitent une observation visuelle sous-jacente. L'avancée décrite ici est un pas important dans cette direction. Les chercheurs de l'Université d'Osaka prévoient d'apporter d'autres améliorations techniques, comme l'incorporation de graphène sur la surface du nanofil. Cela améliorera l'uniformité de la résistance de feuille des microélectrodes. Finalement, la technologie des chercheurs aidera à minimiser l'apport de matières premières de l'électronique, et dépasser la fonctionnalité de l'électronique non transparente conventionnelle.
