Стекло хорошо зарекомендовало себя в качестве прозрачной основы для электронных схем. Однако оно, по вполне понятным причинам, совершенно не годится для изготовления гибкой электроники. Для этого принято использовать пластики, но и у них существует ряд проблем. Одна из них – значительные коэффициенты термического расширения (КТР), характерные для большинства полимеров. Так как осаждение функциональных материалов на подложку обычно происходит при повышенных температурах, то при охлаждении изготовленные элементы схем могут быть повреждены.
Японские исследователи разработали очень интересный прозрачный материал с низким коэффициентом термического расширения – нановолокнистую бумагу. По сути, это и есть обычная бумага, только изготовленная из целлюлозных волокон диаметром 15 нм. По заверениям авторов, этот дешевый и простой в изготовлении материал будет неминуемо востребован в будущем для создания гибких дисплеев, солнечных батарей, электронной бумаги и множества других высокотехнологичных устройств. Более того, обычная бумага станет просто ненужной, а целлюлозно-бумажная промышленность переориентируется на производство нанобумаги.
Растительные волокна образованы более тонкими целлюлозными нановолокнами. Эти нановолокна всем хороши – имеют КТР = 0.1 ppm/К, т.е. такой же маленький, что и у кварцевого стекла. При этом волокна очень прочны и рассеивают тепло намного лучше, тем стекло. А вот если такие волокна плотно упаковать, то полученный материал и вовсе становится прозрачным, сохраняя все упомянутые выше свойства.
Чтобы извлечь нановолокна из растений, необходимо разобрать растительные волокна на составные части. Для этого ученые взяли древесную муку, удалили лигнин и гемицеллюлозу и перемололи в воде. Потом суспензию нановолокон отфильтровали и высушили. При удалении воды нановолокна плотно слиплись под действием капиллярных сил, и получилась нанобумага толщиной 60 мкм. Она оказалась полупрозрачной из-за рассеяния света на неровностях поверхности, но после полировки стала прозрачной. Коэффициент термического расширения составил 8.5 ppm/К, что сравнимо со стеклом. Теперь на бумагу можно наносить элементы электронных схем и защитные покрытия.
Работа «Optically Transparent Nanofiber Paper» опубликована в журнале Advanced Materials.
Японские исследователи разработали очень интересный прозрачный материал с низким коэффициентом термического расширения – нановолокнистую бумагу. По сути, это и есть обычная бумага, только изготовленная из целлюлозных волокон диаметром 15 нм. По заверениям авторов, этот дешевый и простой в изготовлении материал будет неминуемо востребован в будущем для создания гибких дисплеев, солнечных батарей, электронной бумаги и множества других высокотехнологичных устройств. Более того, обычная бумага станет просто ненужной, а целлюлозно-бумажная промышленность переориентируется на производство нанобумаги.
Растительные волокна образованы более тонкими целлюлозными нановолокнами. Эти нановолокна всем хороши – имеют КТР = 0.1 ppm/К, т.е. такой же маленький, что и у кварцевого стекла. При этом волокна очень прочны и рассеивают тепло намного лучше, тем стекло. А вот если такие волокна плотно упаковать, то полученный материал и вовсе становится прозрачным, сохраняя все упомянутые выше свойства.
Чтобы извлечь нановолокна из растений, необходимо разобрать растительные волокна на составные части. Для этого ученые взяли древесную муку, удалили лигнин и гемицеллюлозу и перемололи в воде. Потом суспензию нановолокон отфильтровали и высушили. При удалении воды нановолокна плотно слиплись под действием капиллярных сил, и получилась нанобумага толщиной 60 мкм. Она оказалась полупрозрачной из-за рассеяния света на неровностях поверхности, но после полировки стала прозрачной. Коэффициент термического расширения составил 8.5 ppm/К, что сравнимо со стеклом. Теперь на бумагу можно наносить элементы электронных схем и защитные покрытия.
Работа «Optically Transparent Nanofiber Paper» опубликована в журнале Advanced Materials.
)