银纳米线缩小可折叠设备的路径

文章作者:EDN Asia万博官方app

今天的许多触摸屏都是由陶瓷材料制成的，而陶瓷材料只有三种必需的品质中的两种——导电和透明，但没有弹性。然而，佛蒙特大学(University of Vermont)的科学家们发现，他们可以制造出不仅超级坚固，而且“像口香糖一样有弹性”的金属丝。

机械工程教授领导的团队,Frederic Sansoz与银纳米线只有几百个原子厚,结果是一种线,可以制成一个网格,进行电流,使灯发光,甚至弯曲容易“你可以把你的智能手机变成一个结。”

匹兹堡大学的Sansoz Santazator Scott Mao，他们的同事们对如何将柔软金属（包括金）转化为纳米级的超强电线进行开创性的研究。这是一个日益增长的研究领域的一部分，表明，随着材料的设计更小，更小，可以消除原子尺度的许多缺陷。“这使得它们更强大，”Sansoz说，“一般来说，更小的更强大。”

但有个问题。“当你让它们变得更强时，它们就会变得脆弱。这就像口香糖和窗户玻璃的对比。”

随着银线被制作得越来越小，直到大约40nm，它们遵循了预期的趋势:它们变得相对更强更脆。但其他科学家的早期研究表明，在更小的尺度下，小于10nm的银会产生奇怪的作用。Sansoz说:“它就像果冻果冻甜点。”“当被压缩时，它会变得非常柔软，只有很少的强度，并慢慢恢复到原来的形状。”

材料科学家认为这是因为银晶体非常小，大部分原子都在表面，内部原子很少。这使得单个原子从表面扩散来支配金属的行为，而不是内部原子晶格的开裂和滑动。这使得这些最微小的固态银晶体即使在室温下也具有类似液体的特性。

“所以我们的问题是:10纳米和40纳米之间发生了什么?””Sansoz说。“这是关于纳米线直径范围的第一个研究。”

Sansoz说，利用电子显微镜和超级计算机上的原子模型，科学家团队在这个间隙中发现“这两种机制同时共存”。这使得在那个很少被探索的区域里的银线既有“越小越强”的优势，也有它们的“小表亲”类似液体的怪异之处。在这种类似金发姑娘的尺寸下，当金属丝被拉开时，表面会形成缺陷，“然后扩散进来，修复缺陷，”桑索兹说。“所以它就一直延伸，延伸，再延伸，一直延伸到200%。”

Sansoz说，自2010年以来，纳米银线在电子领域的应用取得了显著进展，包括用于触摸屏显示的导电电极。一些公司正在努力将这些电线应用于制造具有成本效益的柔性屏幕。“但现在，他们完全是在黑暗中制造，”Sansoz说。“他们不知道什么尺寸的电线最好。”他的新发现为化学家和工业工程师制造银线提供了一个目标尺寸，这可能会导致第一款可折叠手机。