En un esfuerzo por mejorar las pantallas táctiles grandes, los paneles de luz LED y las células solares infrarrojas montadas en las ventanas, los investigadores de la Universidad de Michigan han hecho que el plástico sea conductivo al tiempo que lo hacen más transparente.
Proporcionan una receta para ayudar a otros investigadores a encontrar el mejor equilibrio entre conductividad y transparencia al crear una superficie antirreflectante de tres capas. La capa metálica conductora se intercala entre dos materiales "dieléctricos" que permiten que la luz pase fácilmente.los dieléctricos reducen la reflexión tanto de la capa de plástico como de metal entre ellos.
"Desarrollamos una forma de hacer recubrimientos con alta transparencia y conductividad, baja turbidez, excelente flexibilidad, fácil fabricación y gran compatibilidad con diferentes superficies", dijo Jay Guo, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación de la UM, quien dirigió el trabajo.
Anteriormente, el equipo de Guo había demostrado que era posible agregar una capa de metal sobre una lámina de plástico para hacerla conductora, una capa muy delgada de plata que, por sí sola, reducía la transmisión de la luz en aproximadamente un 10%.
La transmisión de luz a través del plástico es un poco más baja que a través del vidrio, pero su transparencia se puede mejorar con recubrimientos antirreflectantes. Guo y su colega Dong Liu, profesor visitante en la UM de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Nanjing, se dieron cuenta de que podíanhaga un recubrimiento antirreflectante que también sea conductor.
"Se daba por sentado que la transmitancia del conductor es menor que la del sustrato, pero mostramos que este no es el caso", dijo Chengang Ji, primer autor del estudio en Comunicaciones de la naturaleza quien trabajó en el proyecto como estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica e informática. Ji recibió su doctorado de la UM en 2019.
Los dieléctricos elegidos por el equipo en este caso son óxido de aluminio y óxido de zinc. En el lado más cercano a la fuente de luz, el óxido de aluminio refleja menos luz hacia la fuente que la superficie plástica. Luego viene la capa de metal, compuestade plata con una pequeña cantidad de cobre, solo 6.5 nanómetros de grosor, y luego el óxido de zinc ayuda a guiar la luz hacia la superficie plástica. Parte de la luz todavía se refleja donde el plástico se encuentra con el aire en el lado opuesto, pero en general, ella transmisión de luz es mejor que el plástico solo. La transmitancia es 88.4%, por encima del 88.1% solo para el plástico.
Con los resultados de la teoría, el equipo anticipa que otros investigadores podrán diseñar conductores similares, transparentes, flexibles y altamente transparentes, que permiten incluso más luz a través del plástico.
"Les decimos a las personas cuán transparente podría ser un conductor dieléctrico-dieléctrico de metal, para una conductancia eléctrica objetivo. También les decimos cómo lograr esta alta transmitancia paso a paso", dijo Liu.
Los trucos son seleccionar los dieléctricos correctos y luego calcular el grosor correcto para cada uno para suprimir el reflejo del metal delgado. En general, el material entre el plástico y el metal debe tener un índice de refracción más alto, mientras que el material más cercano a la pantallao la fuente de luz debe tener un índice de refracción más bajo.
Guo continúa avanzando con la tecnología, colaborando en un proyecto que utiliza conductores transparentes en las células solares para el montaje en ventanas. Estos podrían absorber la luz infrarroja y convertirla en electricidad mientras deja el espectro visible para iluminar la habitación. También proponepantallas interactivas de panel grande y parabrisas de autos que pueden derretir el hielo como lo hacen las ventanas traseras
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Michigan . Original escrito por Kate McAlpine. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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