Австралийцы использовали плазму при создании сенсорных экранов

схожие новости

Австралийские исследователи использовали плазму для создания материала, который способен заменить дефицитный элемент, используемый в солнечных батареях, сенсорных экранах и прочих областях высокотехнологичного производства.

Для работы солнечные элементы, а также экраны телефонов и планшетов должны содержать прозрачный материал, способный проводить электричество. Материал диммеров (устройство для измерения электрической мощности) экрана в автомобилях и умных окнах также должен быть электрохромным, то есть иметь возможность изменять цвет или прозрачность в зависимости от внешнего приложенного напряжения.

Плазма, используемая для нанесения покрытия

До сих пор основным материалом для работы был оксид индия и олова, либо ITO. Как следует из названия, это вещество состоит из индия, олова и кислорода, а индий — дефицитный ресурс. Доктор Бехнам Ахаван, старший преподаватель инженерных наук Сиднейского университета, говорит, что его крайне мало.

Спрос на индий растет из-за увеличения производства сенсорных устройств, но, несмотря на то, что требуются лишь незначительные количества индия, есть опасения, что предложение не сможет угнаться за спросом.

— Его также очень сложно добывать, потому что у нас нет рудников индия, — говорит Ахаван, — Он является побочным продуктом цинка.

Материаловеды искали альтернативы ITO, которые были бы прозрачными, проводящими и электрохромными. Два года назад команда Ахавана создала материал, который соответствовал всем этим требованиям, состоящий из четырех очень тонких слоев вольфрама и серебра на стекле. Теперь они смогли сократить его до трех уровней, что упростило производство. И все это было сделано с использованием плазмы.

Материал: слои оксида вольфрама, серебра и оксида серебра/вольфрама на стекле

По словам Ахавана, хотя плазма на поверхности Земли встречается нечасто, «это наиболее распространенное состояние материи во Вселенной. Солнце, звезды, молнии — все они сделаны из плазмы».

Команда использовала технику распыления, известную как импульсное магнетронное распыление высокой мощности (HiPIMS), для создания наноразмерных слоев атомов на поверхностях.

— Техника отделяет атомы от мишени и наносит их на любой материал, на который мы хотим нанести покрытие, например на стекло, — говорит Ахаван.

В этом случае исследователи покрыли стекло слоем 30 нанометров оксида вольфрама, затем 10 нанометров чистого серебра, а затем еще 50 нанометров «нанокомпозита» из оксида вольфрама и серебра (наночастицы серебра, смешанные с оксидом вольфрама). В результате получилось прозрачное покрытие на стекле толщиной 90 нанометров (или примерно 1/10 размера небольшой бактерии), которое является одновременно проводящим и электрохромным.

Доктор Бехнам Ахаван в лаборатории плазмы

По словам Ахавана, эта технология сразу же используется в качестве антибликового покрытия для зеркал. Его также можно использовать в умных окнах, которые изменяют свою прозрачность, чтобы предотвратить попадание солнечного света. Еще одно преимущество этого метода в том, что он практически безотходный.

— Это сухой процесс. Никаких растворителей или лабораторной химии не требуется. Это делает его экологически чистым, поскольку количество производимых отходов практически равно нулю, — утверждает исследователь.

Плазма не наносит материалы на стекло со 100% эффективностью, а во время процесса нанесения покрытия некоторые материалы рассеиваются вокруг остальной части сосуда. Но эти неправильно уложенные материалы остаются в нетронутом состоянии и могут быть легко использованы повторно после взятия из сосуда, говорится в статье издания COSMOS.

Читать еще

Комментарий

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь