desde los teléfonos inteligentes hasta las interfaces operativas de las máquinas expendedoras de billetes y los dispensadores de efectivo, cada pantalla táctil que utilizamos requiere electrodos transparentes: la superficie de vidrio de los dispositivos está recubierta con un patrón apenas visible de material conductor. Es por esto que los dispositivos reconocen siy donde exactamente un dedo toca la superficie.
Los investigadores bajo la dirección de Dimos Poulikakos, profesor de termodinámica, ahora han utilizado la tecnología de impresión 3D para crear un nuevo tipo de electrodo transparente, que toma la forma de una rejilla hecha de "nanowalls" de oro o plata sobre una superficie de vidrio.las paredes son tan delgadas que apenas se pueden ver a simple vista. Es la primera vez que los científicos crean nanowalls como estos mediante impresión 3D. Los nuevos electrodos tienen una conductividad más alta y son más transparentes que los de óxido de indio y estaño.el material estándar utilizado en los teléfonos inteligentes y las tabletas hoy en día. Esta es una clara ventaja: cuanto más transparentes sean los electrodos, mejor será la calidad de la pantalla. Y cuanto más conductivos sean, más rápida y precisa funcionará la pantalla táctil.
Tercera dimensión
"El óxido de indio y estaño se usa porque el material tiene un grado relativamente alto de transparencia y la producción de capas delgadas ha sido bien investigada, pero solo es moderadamente conductiva", dice Patrik Rohner, estudiante de doctorado en el equipo de Poulikakos.Para producir más electrodos conductores, los investigadores de ETH optaron por el oro y la plata, que conducen la electricidad mucho mejor. Pero debido a que estos metales no son transparentes, los científicos tuvieron que hacer uso de la tercera dimensión. El profesor de ETH Poulikakos explica: "Si quierespara lograr una alta conductividad y transparencia en los alambres hechos de estos metales, tiene un conflicto de objetivos. A medida que crece el área transversal de los alambres de oro y plata, la conductividad aumenta, pero la transparencia de la rejilla disminuye ".
La solución fue usar paredes de metal de solo 80 a 500 nanómetros de espesor, que son casi invisibles cuando se ven desde arriba. Debido a que son de dos a cuatro veces más altas que anchas, el área de la sección transversal y, por lo tanto, la conductividad, essuficientemente alto.
Impresora de chorro de tinta con cabezal de impresión pequeño
Los investigadores produjeron estas pequeñas paredes de metal usando un proceso de impresión conocido como Nanodrip, que Poulikakos y sus colegas desarrollaron hace tres años. Su principio básico es un proceso llamado impresión por inyección de tinta electrohidrodinámica. En este proceso, los científicos usan tintas hechas de nanopartículas metálicasen un solvente; un campo eléctrico extrae gotitas ultra pequeñas de la tinta metálica de un capilar de vidrio. El solvente se evapora rápidamente, permitiendo que se forme una estructura tridimensional gota a gota.
Lo que es especial sobre el proceso de Nanodrip es que las gotas que salen del capilar de vidrio son aproximadamente diez veces más pequeñas que la abertura en sí. Esto permite que se impriman estructuras mucho más pequeñas ". Imagine una gota de agua colgando de un grifo queestá apagado. Y ahora imagine que otra gota diminuta está colgando de esta gota, solo estamos imprimiendo la gota diminuta ", explica Poulikakos. Los investigadores lograron crear esta forma especial de gota equilibrando perfectamente la composición de la tinta metálica ycampo electromagnético utilizado.
Producción rentable
El próximo gran desafío ahora será mejorar el método y desarrollar aún más el proceso de impresión para que pueda implementarse a escala industrial. Para lograr esto, los científicos están trabajando con colegas de la empresa spin-off de ETH Scrona.
No tienen dudas de que una vez que se amplíe, la tecnología traerá una serie de ventajas en comparación con los métodos existentes. En particular, probablemente será más rentable, como la impresión Nanodrip, a diferencia de la producción de electrodos de óxido de indio y estaño,no requiere un ambiente de sala limpia. Los nuevos electrodos también deberían ser más adecuados para pantallas táctiles grandes debido a su mayor conductividad. Y, finalmente, el proceso también es el primero en permitirle variar la altura de los nanowalls directamente durante la impresión, dice el estudiante de doctorado ETHRohner.
Otra posible aplicación futura podría ser en células solares, donde también se requieren electrodos transparentes. Cuanto más transparentes y conductores sean, más electricidad se puede aprovechar. Y, por último, los electrodos también podrían desempeñar un papel en el desarrollo posterior depantalla curva con tecnología OLED.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Original escrito por Fabio Bergamin. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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