"Nano-Akkordeon" für Elektrogeräte entwickelt
Dehnbares, transparentes Leitmaterial für vielfältige Anwendungen
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Balg: Nanobalg funktioniert wie bei Akkordeon (Foto: pixelio.de/W.pilsak) |
Carolina (pte015/18.06.2015/13:59) Forscher der North Carolina University http://unc.edu haben ein dehnbares und transparentes sowie leitfähiges Material entwickelt, das wie eine Nano-Ziehharmonika funktioniert. Das Material lässt sich in flexiblen Elektrogeräten, verformbaren Displays oder tragbaren Sensoren anwenden.
Anleitungen aus der Geometrie
"Bisher gibt es keine leitfähigen, transparenten und dehnbaren Materialien in der Natur, daher mussten wir selbst welche entwickeln. Unsere Technik verwendete Anleitungen aus der Geometrie, um sprödes Material zu dehnen", sagt Forschungsleiter Abhijeet Bagal. Die Experten kreierten eine dreidimensionale Polymervorlage auf einem Siliziumsubstrat und formten damit eine ganze Reihe von gleich großen Rechtecken, die dann mit Zinkoxid als dem leitenden Material überzogen wurden. Die Forscher entfernten anschließend das Silizium und die Vorlage.
Was übrig blieb, waren eine Reihe von symmetrischen Zinkoxid-Rippen und ein elastisches Substrat. Weil sowohl das Zinkoxid als auch das Polymer durchscheinend sind, ist die Struktur transparent. Und weil die Kämme erlauben, zu kontrahieren und zu expandieren wie die Bälge des Akkordeons, ist auch die Dehnbarkeit des Materials gegeben.
Dicke der Zinkoxidschicht wichtig
"Wir können sogar die Dicke der Zinkoxidschichten kontrollieren und haben dazu intensive Tests durchgeführt. Das ist insofern wichtig, als dass die Stärke der aufgetragenen Zinkoxidschicht die optische Struktur und elektrische sowie mechanische Eigenschaften beeinflusst", so Bagal. Die Struktur kann wiederholt gedehnt werden, ohne zu brechen. Obwohl ein geringer Leitungsverlust beim ersten Mal entsteht, bei dem das Nano-Akkordeon gedehnt wird, bleiben die weiteren Kontraktionen oder Expansionen ohne Leitungsverlust.
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