Istraživači sa Univerziteta u Koreji i Univerziteta u Ilinoisu u Čikagu su razvili novi tanki film koji poseduje jedinstvenu kombinaciju sledećih karakteristika: visok stepen električne provodljivosti, savitljivost, rastegljivost i gotovo je u potpunosti transparentan. Film bi mogao da pomogne u izgradnji efikasnijih solarnih panela, samogrejnih pametnih prozora, fleksibilnih ekrana i rashladnih površina visokih performansi.
Najznačajnije svojstvo filma je jedinstvena (i korisna) kombinacija transparentnosti i provodljivosti. Kod većine materijala, jedna osobina dolazi na uštrb druge, jer čestice koje nose naelektrisanje takođe imaju tendenciju da dolaze u interakciju sa svetlom, pretvarajući materijal u neproziran. Ali, istraživači Alexander Yarin, Sam Yoon i njihov tim imali su priliku da rade na ovom ograničenju tako što su izgradili mrežu visoko provodljivih bakarnih vlakana sa rupama između njih dovoljno velikih da svetlo i dalje prolazi.
Yarin, Yoon i kolege stvorili su film, prvo premazujući poliakrilonitrilom (PAN), fleksibilnim polimerom sa vrlo tankim vlaknima, sa malim koncentracijama metala da bi bio provodljiv. Oni su tada okrenuli polimer u duboko isprepletenu mrežu i ponovo premazali vlakna, ovaj put sa tankim slojem bakra.
Rezultat je ogronma „zbrka“ u kojem bakarna vlakna, spojena na spojevima, mogu da sprovode električnu energiju uz malo otpora, dok veliki jaz između vlakana i dalje dopušta filmu da bude 92 odsto transparentan.
Takav materijal može biti dobar izbor za transparentno vođene elektrode (TCEs) koje su karakteristične za solarne panele i pametne prozore. Industrijski standardni materijal za izgradnju TCEs je indijum kalaj oksid (ITO). Indijum je, međutim, krt, žrtvuje provodljivost za transparentnost, a prema nekim izveštajima, mogao bi da nestane uskoro.
U bakarnim nanovlaknima, s druge strane, uspostavljen je „svetski rekord u kombinaciji visoke transparentnosti i niskog električnog otpora“ i pokazuje odlična mehanička svojstva. Prema istraživačima, film može u stvari biti rastegnut do 580 odsto, a još uvek zadržati oko petinu svoje provodljivosti, ili se može saviti na 5 mm radijusa za hiljadu puta i dalje ne pokazujući primetne promene u performansama.
Naučnici uključeni u istraživanje kažu da su procesi kao što su electrospinning (za stvaranje tankih, zapetljanih vlakana) i galvanizacija (premazivanje vlakana bakrom) uobičajeni, brzi i visoko-propusni. U kombinaciji sa niskim troškovima i obiljem primarnog materijala, ovo bi moglo novi film da učini jeftinom i vrlo efikasanom elektronskom komponentom.
Osim buduće primene kod ekrana osetljivih na dodir, solarnih ćelija i fleksibilnih ekrana, istraživači kažu da bi vlakna mogla da se prenesu na bilo koju površinu, stvarajući, na primer, materijale sa nano teksturom koji sprovode toplotu sa visokom efikasnošću. Druga oblast interesovanja biće da se iskoristi efekat osetljivosti na grejanje i da se film koristi kao grejač za pametne prozore, rekao je Yoon za Gizmag.
