Actuellement, des nanofilms de carbone, des nanofils métalliques, des polymères conducteurs et d'autres matériaux conducteurs transparents ont été développés pour remplacer l'ITO. Parmi eux, un nanofilm de carbone est considéré comme l'un des candidats les plus prometteurs en raison de ses excellentes propriétés électriques et optiques, de sa flexibilité et de son excellente stabilité, ainsi que de sa légèreté, de sa résistance aux radiations et de sa résistance à l'ultra-fatigue qui sont particulièrement nécessaires à l'avenir. applications aérospatiales et militaires.

Cependant, afin de généraliser l'application des TCF flexibles, il est non seulement nécessaire de surmonter la restriction mutuelle entre la transmission et la conductivité, mais également de pouvoir les fabriquer sur une grande surface, voire à grande échelle. Il s'agit d'un problème épineux qui laisse perplexe les chercheurs dans le domaine des nanomatériaux de carbone et même dans celui des TCF depuis de nombreuses années.

Des chercheurs de l'Institut de physique de l'Académie chinoise des sciences se consacrent depuis plus de 30 ans à des recherches fondamentales sur la préparation, les propriétés et les applications potentielles des nanomatériaux et nanostructures de carbone de faible dimension, et ont réalisé une série de résultats innovants et importants. résultats.

L'étude, intitulée "Nanofilms de carbone flexibles à grande surface avec transmission et conductivité améliorées de manière synergique, préparés en réorganisant des réseaux de nanotubes de carbone à paroi unique", a été publiée dans Advanced Materials. .

Sur la base de leur film de nanotubes de carbone conducteur transparent autoportant (CNT TCF) préparé en continu et directement par la méthode de soufflage d'aérosol, compte tenu des problèmes difficiles ci-dessus, Yue Ying, titulaire d'un doctorat. Le candidat, sous la supervision du professeur Zhou Weiya, a proposé une stratégie avancée de réorganisation du réseau de nanotubes de carbone (CNNR), conçu et développé une technique CNNR innovante à facettes (FD-CNNR), brisé le goulot d'étranglement de restriction mutuelle entre les propriétés clés de nanofilms de carbone, et a réalisé la fabrication sur de grandes surfaces et le transfert sans perte de films CNT.

Il fournit un schéma efficace pour résoudre le problème des TCF flexibles sur de grandes surfaces.

Sur la base du mécanisme unique de la technique FD-CNNR, les chercheurs ont introduit pour la première fois une interaction entre le nanotube de carbone à paroi unique (SWNT) et la reconfiguration du Cu-O, ce qui permet au réseau SWNT de se réorganiser en un chemin conducteur plus efficace.

Grâce à cette technique, des TCF de nanotubes de carbone réorganisés (RNC-TCF) de grande surface, flexibles et autonomes, de taille A3 ou même d'une longueur d'un mètre, ont été conçus et préparés, y compris le film SWNT réorganisé (RSWNT) et le film hybride de graphène et SWNT réorganisé. (G-RSWNT), ce dernier a une superficie plus de 1 200 fois supérieure à celle des films hybrides autoportants existants.

De plus, la technique FD-CNNR permet à ces films légers de présenter une excellente flexibilité, avec une résistance mécanique élevée améliorée de manière synergique, une transmission et une conductivité exceptionnelles et des valeurs FOM significatives. Les RNC-TCF de grande surface préparés peuvent être autonomes à la surface de l'eau et peuvent être transférés sur d'autres substrats cibles sans contamination ni dommage.

Basée sur un TCF G-RSWNT de grande surface et une couche de cristaux liquides, une nouvelle fenêtre intelligente flexible de format A4 dotée de fonctions multiples telles qu'un chauffage rapide, une gradation contrôlable et un désembuage a été fabriquée. La technique FD-CNNR peut non seulement être étendue à la préparation de TCF sur de grandes surfaces, voire à grande échelle, mais également fournir une nouvelle idée pour la conception de TCF et d'autres films fonctionnels.

Ce travail compense les lacunes de la recherche dans le domaine des films hybrides graphène-nanotubes de carbone de grande surface et devrait promouvoir la préparation à grande échelle de nanofilms de carbone conducteurs de grande surface, flexibles, autonomes, légers et transparents. et leurs applications futures dans les domaines de l'électronique flexible, des dispositifs photovoltaïques, de l'ingénierie optique, de l'intelligence artificielle, de l'architecture avancée, des transports ou encore de l'aérospatiale, etc.