Vaihtoehto grafeenille

21.03.2017

TUM-polymeeri-pinnoitettua-piita-300-t.jpgPiin nanohiutaleet ovat ohuita, kaksiulotteisia kerroksia, jonka poikkeukselliset optoelektroniset ominaisuudet ovat hyvin samankaltaisia kuin grafeenin. Kuitenkin nanohiutaleet ovat vähemmän vakaita.

Nyt Technical University of Munich (TUM) tutkijat ovat tuottaneet komposiittimateriaalia, jossa yhdistyvät piin nanohiutaleet ja polymeeri, joka on sekä UV-kestävä että helppo prosessoida. Tämä tuo tutkijat merkittävän askeleen lähemmäs teollisia sovelluksia, kuten joustavat näytöt ja valoilmaisimet.

Vastaavasti kuin hiili, pii muodostaa kaksiulotteisia verkostoja, jotka ovat vain atomikerroksen paksuisia. Kuten grafeenilla näilläkin kerroksilla on epätavallisia optosähköisiä ominaisuuksia.

Piin nanohiutaleille voisi siten löytyä käyttöä nanoelektroniikassa, esimerkiksi joustavissa näytöissä, transistoreina ja valoilmaisimina. Sen kyky varastoida litium-ioneja on myös harkittavana anodimateriaaliksi litium-akuille.

Nyt tutkijat ovat ensimmäistä kertaa onnistuneesti upottaneet piin nanohiutaleita polymeeriin, suojellen niitä rappeutumista ja hapettumista vastaan.

"Mikä tekee tämän nanokomposiitin erityiseksi, on, että siinä yhdistyy positiivisia ominaisuuksia molemmista sen komponenteista," kertoo TUMin Tobias Helbich. "Polymeerimatriisi absorboi valoa UV-alueella, stabiloi nanohiutaleet ja antaa materiaalille polymeerin ominaisuuksia, samalla kun ylläpitää nanohiutaleiden merkittäviä optoelektronisia ominaisuuksia."

Materiaalin joustavuus ja kestävyys ulkoisia vaikutuksia vastaan tekee sen myös sopivaksi standardiin polymeeriteknologian teolliseen jalostukseen. Tämä tuo varsinaiset sovellukset käden ulottuville.

Tutkijoiden ensimmäinen menestyksekäs sovellus tätä komposiittia hyödyntäen on heidän rakentama valoilmaisin.

Kuvassa suulakepuristettu kierre polymeeri pinnoitettua piinanohiutaleiden materiaalia hehkuu UV-valossa.

25.11.2020Biopohjaisen aurinkoenergian keruumateriaalia
24.11.2020Anti-laser ideoi langatonta tehonsiirtoa
23.11.2020Uusi vaihe kohti kvanttiteknologiaa
20.11.2020Kvanttitunnelointi siirtää omavoimaisten antureiden rajoja
19.11.2020Valotoimista tekoälyä
18.11.2020Henkilökohtainen terveyssiru
17.11.2020Nopeita lämpöä sietäviä polymeerimodulaattoreita
16.11.2020Tehokas kannettava terahertsilaseri
13.11.2020Fyysikot kehittävät kvanttimodeemia
12.11.2020Tahmeat elektronit: Kun repulsio muuttuu vetovoimaksi

Siirry arkistoon »