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氧化锌纳米线:用于更便宜 更清洁的电子元件生产的新型解决方案
发布时间:2019-09-17        浏览次数:        

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  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,柔性的电子器件的需求,但是将纳米线组装成功能材料仍然是一个问题。来自立陶宛考纳斯理工大学(KTU)的一组研究人员提供了一种新的解决方案,用于生产高产纳米线的氧化锌 - 更便宜且更环保的材料,与常用的铟,砷或镓等稀土元素相比。电子产品。

  据科学家称,纳米线的合成主要受到生长表面的限制,阻碍了它们的广泛应用。而且,许多应用需要具有矛盾性的特性,因此不能在单一材料中有效地实现。由KTU材料科学研究所的科学家们创建的氧化锌纳米线生产新方法解决了这些问题。因此,纳米线在创新电子器件中的更广泛应用正变得可能,所述电子器件越来越小,越来越灵活并且涉及不同的表面材料。

  “我在研究生长金属氧化物纳米结构的简单方法时创造了新方法。这种方法,我们现在称之为燃烧合成,允许生产高水平的受控纳米结构。纳米线正在气相中生长,最终产品被收集KTU材料科学研究所的研究员SimasRačkauskas博士说,喷涂等简单的涂层方法可以将氧化锌纳米线放在各种表面上。

  由于其半导体特性,氧化锌纳米线在电子或光学中具有很大的应用潜力。此外,氧化锌涂层表面的性质允许它们在医学中使用。目前,研究人员正在研究氧化锌纳米线的两种潜在应用:多功能抗反射太阳能电池涂层和多功能气体传感器阵列,对光线激活敏感且对气体具有选择性。

  “目前市场上使用的太阳能元件反射光线,因此可以转化为能量的光线部分消失。纳米线太阳能电池涂层通过将紫外线转化为光线而降低其反射质量,从而提高太阳能电池的性能。通过渲染太阳能元件的自清洁特性,“Račkauskas博士解释道。

  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; 因此,实现了太阳能电池的自清洁效果。

  目前,在实验室条件下,KTU研究团队每小时可以生产约100克氧化锌纳米颗粒,成本约为8欧元。这个数量足以覆盖2.5平方米的太阳能元素。

  KTU的研究人员还在研究一种独特的紫外线传感器的特性,该传感器可以喷涂在任何表面上。在传感器的开发中,使用两种材料:氧化锌纳米颗粒和导体(线),例如石墨或金属涂料。人们可以在任何表面上绘制完整的电子方案,包括电线和传感器,例如纺织品,纸张或塑料。根据Račkauskas博士的说法,光传感器可以像任何其他开关一样使用,只需通过光线激活,例如简单的激光指示光束。

  “这种紫外线传感器的应用可能性几乎取之不尽,然而,我们需要等待市场需求和柔性电子产品的进一步发展。我们的产品可能对功能设计很有意义,因为它可以将电子产品集成到衣服,墙壁,室内设计对象。此外,我们的UV开关可以放置在难以进入的位置,“Račkauskas博士解释道。

  他强调锌在电子生产中的低成本和环保性:“大多数电子生产都使用难以提取的稀土元素,如铟,砷和镓,这一过程昂贵且对环境有害。另一方面,锌非常受欢迎,价格便宜,甚至对人体有益“。

  根据KTU研究人员的说法,如果电子产品中的稀土元素被氧化锌取代,这将导致更便宜和环保的解决方案。

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