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氧化锌纳米线:电子元件廉价、清洁生产的工藤新一壁纸新解决方案

纳米技术 2022-01-02 23:58:07

考纳斯科技大学 信用:CC0公共领域 尽管纳米线通过在分子尺度上实现电子电路来满足市场对创新的、更小的、灵活的电子设备的需求,但是将纳米线组装成功能材料仍然是一个问题

立陶宛考纳斯科技大学(KTU)的一组研究人员正在为氧化锌的高产量纳米线生产提供一种新的解决方案——与电子产品生产中常用的铟、砷或镓等稀土元素相比,这种材料更便宜、更环保

据科学家称,纳米线的合成大多受限于生长表面,阻碍了其广泛应用

此外,许多应用需要矛盾的性质,因此不能在单一材料中有效实现

由KTU材料科学研究所的科学家们创造的氧化锌纳米线生产新方法解决了这些问题

因此,纳米线在越来越小、越来越灵活并涉及不同表面材料的创新电子器件中的更广泛应用成为可能

“新方法是在我研究生长金属氧化物纳米结构的简单方法时发明的

这种方法,我们现在称之为燃烧合成,可以产生高水平的可控纳米结构

纳米线是在气相中生长的,最终产物被收集成粉末,然后分散在各种溶液中

简单的涂层方法,如喷涂,可以将氧化锌纳米线放置在不同的表面

KTU材料科学研究所的研究员

氧化锌纳米线由于其半导体特性,在电子或光学领域具有巨大的应用潜力

此外,氧化锌涂层表面的特性允许其在医学中使用

目前,研究人员正在研究氧化锌纳米线的两个潜在应用:多功能抗反射太阳能电池涂层和多功能气体传感器阵列,对气体敏感且具有选择性,由光激活

“目前市场上使用的太阳能元件会反射光线,因此可以转化为能量的光线会部分损失

纳米线太阳能电池涂层通过降低太阳能电池的反射质量、将紫外线转化为光线以及使太阳能电池元件具有自清洁特性来提高太阳能电池的性能

rakauskas

初步研究表明,通过使用氧化锌纳米线涂层,太阳能元件的效率提高了6%

涂层具有防水性,可降解有机污染物;从而达到太阳能电池的自清洁效果

目前,在实验室条件下,KTU研究小组每小时可以生产约100克氧化锌纳米粒子,成本约为8欧元

这个数目足够支付2

5平方米的太阳能元件

KTU的研究人员还在研究一种独特的紫外线传感器的特性,这种传感器可以喷洒在任何表面

在传感器的开发中,使用了两种材料:氧化锌纳米粒子和导体(导线),如石墨或金属涂料

人们可以画出一个完整的电子方案,包括任何表面上的电线和传感器,比如纺织品、纸张或塑料

根据Dr

拉考斯卡斯,光传感器可以像任何其他开关一样使用,只是它是由光激活的,比如一个简单的激光指示器光束

“这种紫外线传感器的应用可能性实际上是无穷无尽的,然而,我们需要等待市场需求和柔性电子器件的进一步发展

我们的产品可能会对功能设计感兴趣,因为它允许将电子产品集成到服装、墙壁、室内设计对象中

此外,我们的紫外线开关可以放在难以接近的地方

rakauskas

他强调了锌在电子产品生产中的低成本和生态友好性:“大多数电子产品使用稀土元素,如铟、砷和镓,这些元素很难提取,工艺昂贵,对环境有害

另一方面,锌非常受欢迎,便宜,甚至对人体有益”

据KTU研究人员称,如果电子产品中的稀土元素被氧化锌取代,这将产生更便宜、更环保的解决方案

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