美国罗格斯大学和俄勒冈州立大学的工程师正在开发一种处置纳米质料的新要领,这种要领可能更快、更自制地制造从触摸屏涂料到柔性薄膜器件。
这种被称为“强脉冲光烧结”的要领以比激光强度高近7000倍的高能量光线,在数秒内融合纳米质料。
现有的脉冲光融合要领使用约莫250℃(482℉)的温度将银纳米球融入导电的结构中,而发表在RSC Advances上的来自罗格斯工程学院的这项最新研究表明,只需150℃(302℉)质料的融合效果就很好,同时保留了熔融银纳米质料的导电特性。
该研究涉及了差异形状的纳米银质料,除球状纳米质料外,还包罗被称为纳米线的长而细的棒状纳米级质料。融合所需温度的大幅降低使得该技术可以在柔性设备中使用低成本、但对温度敏感的塑料基材,如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚碳酸酯,而不会损坏它们。脉冲光纳米质料烧结技术能够真正快速制造具有规模经济性的柔性器件。

图1:球形纳米银粒子和纳米线在被强烈的光脉冲融合
熔融银纳米质料被用于诸如射频识别(RFID)标签、显示设备和太阳能电池等设备中导电。这些产物的灵活形式依赖于导电纳米质料在柔性基材或平台(如塑料和其他聚合物)上的融合。
另一项研究中,研究人员展示了硫化铜纳米颗粒(一种半导体)的脉冲光烧结,以制造厚度小于100纳米的薄膜。研究人员指出,可以在2~7秒内完成这种融合,而现在的技术通常需要几分钟甚至几小时。研究还展示了如何使用脉冲光融合工艺来控制薄膜的电学和光学特性。
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