Edullisempia läpinäkyviä johteita

Kaikenlaisissa näytöissä tarvittaville läpinäkyville johteille on kova kysyntä. Nykyään niiden perusmateriaalina on yleensä indiumtinaoksidia (ITO). Indium on hupeneva luonnonvara ja siksi kallista mutta myös myrkyllistä ympäristölle.

Siten kaikkialla maailmassa kehitetään uusia vaihtoehtoja hauraalle ITO:lle ja kalliille hopeamusteelle. Esimerkiksi Duke Universityn kemistit ovat onnistuneet muodostumaan kuparista pitkiä ja ohuita nanolankoja. Ne voidaan edelleen muokata läpinäkyväksi ja johtavaksi kalvoksi.

Yksi vaihtoehto on sinkkioksidi, joka on halpa ja runsas materiaali. Sillä on ITO:a vastaava läpinäkyvyys näkyvälle valolle mutta sinkkioksidikalvojen teollinen valmistus varsin haastava. Sähköisen johtavuuden vuoksi GZO-kalvoon on sisällytettävä pieniä määriä galliumia mutta se onnistuu vain varsin korkeilla prosessilämpötiloilla.

Singaporelaisen A* STAR Institute of Materials Research and Engineering ja Data Storage -instituutit ovat nyt kehittäneet edullisen valmistusmenetelmän sinkkioksidiohutkalvoille. Prosessi tapahtuu huoneen lämpötilassa vahvan lasersäteen avulla. Näin matala prosessilämpötila on omiaan erityisesti orgaanisien aurinkokennojen ja muiden joustavien elektronisten laitteiden parissa

Exeterin yliopiston vetämässä tutkijaryhmässä on puolestaan kehitetty kaikkein aikojen läpinäkyvin, kevyin ja joustavin sähköä johtava materiaali.

Kehittäjä nimesivät materiaalin GraphExeteriksi. Materiaali on läpinäkyvä laajalle valon spektrille, joten se voi lisätä aurinkopaneelien hyötysuhdetta 30 prosenttia. Sitä voi käyttää myös puettavien elektronisien laitteiden parissa sekä peileissä tai ikkunoissa, joissa on tietoteknisiä interaktiivisia ominaisuuksia.

Grafeeni on ohuin sähköä johtava aine. Se on myös hyvin joustava ja eräs vahvimmista tunnetuista materiaaleista. Monet tutkijat ovatkin yrittäneet muokata grafeenia myös joustavaan elektroniikkaan sopivaksi. Tämä on ollut haaste, koska sen arkkiresistanssi rajoittaa johtokykyä.

Exeterin ryhmä voitti haasteen sijoittamalla rautakloridimolekyylejä kahden grafeenikerroksen väliin. Rautakloridi parantaa grafeenin sähkönjohtavuutta, vaikuttamatta materiaalin läpinäkyvyyteen.

Näin muokattuna GraphExeter on paljon joustavampi kuin indiumtinaoksidi (ITO). Parhaillaan tutkimusryhmä kehittää parhaillaan siitä spray-versiosta, jota voidaan soveltaa suoraan kudosten, peilien ja ikkunoiden pinnalle.