普渡大学的一组化学家与肯塔基大学的两位同事合作,开发了一种以易于合成的规模制造 PBDF(一种透明导电材料)的方法。在他们发表在美国化学学会杂志上的论文中,该小组描述了他们的新技术和可能的应用。
图形概要。图片来源:美国化学学会杂志(2023)。DOI: 10.1021/jacs.2c13051
触摸屏,例如智能手机和平板电脑上使用的触摸屏,能够通过一层由氧化铟锡(ITO) 制成的导电薄膜来传达手指指令。这种薄膜制造成本高,往往很硬,需要使用铟,这是一种后过渡金属,食用后可能有毒。
自从将其用于个人电子设备以来,科学家们一直在寻找替代品。PBDF 是一种很有前途的有机材料——它在自然条件下很稳定,并且比其他有机透明导体更具导电性。它还可以打印到表面上,弯曲和扭曲而不会受到损坏。它的一个主要缺点是无法以合理的成本大规模合成。在这项新的努力中,印第安纳州的研究团队找到了解决这个问题的方法。
研究人员开发了一种新的合成技术,可以使用水和空气以及铜基催化剂来引发键合来制造 PBDF。其他技术依赖于氮气而不是空气。这就是使新技术更容易扩展的原因。
研究小组通过将其喷涂到表面上,展示了使用他们的技术制作薄膜的过程。测试表明,该薄膜允许 80% 的光线通过,这与 ITO 相似。他们还发现它在暴露于 -20 至 65 °C 的温度变化的 20 天内保持稳定。
该小组计划推进他们的工作——他们的目标是通过消除应用过程中出现的小缺陷使薄膜更具导电性。他们还计划修改材料,使其更有利于用作印刷应用的墨水。