Los ingenieros de la Universidad de Rutgers-New Brunswick y la Universidad Estatal de Oregón están desarrollando un nuevo método de procesamiento de nanomateriales que podría conducir a una fabricación más rápida y barata de dispositivos flexibles de película delgada, desde pantallas táctiles hasta revestimientos de ventanas, según un nuevo estudio.
El método de "sinterización por luz pulsada intensa" utiliza luz de alta energía sobre un área casi 7,000 veces más grande que un láser para fusionar nanomateriales en segundos. Los nanomateriales son materiales caracterizados por su pequeño tamaño, medido en nanómetros. Un nanómetro es una millonésima parte deun milímetro, o aproximadamente 100,000 veces más pequeño que el diámetro de un cabello humano.
El método existente de fusión de luz pulsada utiliza temperaturas de alrededor de 250 grados Celsius 482 grados Fahrenheit para fusionar nanoesferas de plata en estructuras que conducen electricidad. Pero el nuevo estudio, publicado en Avances RSC y dirigido por el estudiante de doctorado Rutgers School of Engineering Michael Dexter, demostró que la fusión a 150 grados Celsius 302 grados Fahrenheit funciona bien mientras conserva la conductividad de los nanomateriales de plata fusionados.
El logro de los ingenieros comenzó con nanomateriales de plata de diferentes formas: varillas largas y delgadas llamadas nanocables además de nanoesferas. La fuerte reducción de la temperatura necesaria para la fusión hace posible el uso de sustratos de plástico sensibles a la temperatura y de bajo costo como el tereftalato de polietilenoPET y policarbonato en dispositivos flexibles, sin dañarlos.
"La sinterización por luz pulsada de nanomateriales permite la fabricación realmente rápida de dispositivos flexibles para economías de escala", dijo Rajiv Malhotra, autor principal del estudio y profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de Rutgers-New Brunswick. "Nuestra innovación se extiendeesta capacidad al permitir el uso de sustratos sensibles a la temperatura más baratos "
Los nanomateriales de plata fundida se utilizan para conducir electricidad en dispositivos como etiquetas de identificación por radiofrecuencia RFID, dispositivos de visualización y células solares. Las formas flexibles de estos productos dependen de la fusión de nanomateriales conductores en sustratos flexibles o plataformas, como los plásticosy otros polímeros.
"El siguiente paso es ver si otras formas de nanomateriales, incluidas las escamas planas y los triángulos, harán que las temperaturas de fusión sean aún más bajas", dijo Malhotra.
En otro estudio, publicado en Scientific Reports, los ingenieros de Rutgers y Oregon State demostraron la sinterización por luz pulsada de nanopartículas de sulfuro de cobre, un semiconductor, para hacer películas de menos de 100 nanómetros de espesor.
"Pudimos realizar esta fusión en dos a siete segundos en comparación con los minutos a horas que normalmente lleva ahora", dijo Malhotra, autor principal del estudio. "También mostramos cómo usar el proceso de fusión de luz pulsada para controlar elpropiedades eléctricas y ópticas de la película "
Según su estudio, su descubrimiento podría acelerar la fabricación de películas delgadas de sulfuro de cobre utilizadas en revestimientos de ventanas que controlan la luz infrarroja solar, los transistores y los interruptores. Este trabajo fue financiado por la National Science Foundation y la Walmart Manufacturing Innovation Foundation.
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Materiales proporcionado por Universidad de Rutgers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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