美國(guó)羅格斯大學(xué)創(chuàng)新納米材料處理方法可促進(jìn)更快和更有成本效益的薄膜器件制造

　　美國(guó)羅格斯大學(xué)和俄勒岡州立大學(xué)的工程師正在開發(fā)一種處理納米材料的新方法，這種方法可能更快、更便宜地制造從觸摸屏到窗戶涂料的柔性薄膜器件。

　　這種被稱為“強(qiáng)脈沖光燒結(jié)”的方法以比激光大近7000倍的用高能量光線，在數(shù)秒內(nèi)融合納米材料。

　　現(xiàn)有的脈沖光融合方法使用大約250攝氏度（華氏482度）的溫度將銀納米球融入導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)中。但這項(xiàng)新研究發(fā)表在RSC Advances上的來(lái)自由羅格斯工程學(xué)院的研究表明，在150攝氏度（華氏302度）下的材料融合效果很好，同時(shí)保留了熔融銀納米材料的導(dǎo)電性。

　　工程師的成就從不同形狀的銀納米材料開始：除納米球以外，還有稱為納米線的長(zhǎng)而細(xì)的棒。融合所需的溫度急劇降低使得可以在柔性設(shè)備中使用低成本，對(duì)溫度敏感的塑料基材如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚碳酸酯，而不會(huì)損壞它們。脈沖光納米材料燒結(jié)技術(shù)能夠真正快速制造具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)性的柔性器件。

圖1：球形銀納米粒子和納米線在被強(qiáng)烈的光脈沖融合

　　熔融銀納米材料被用于諸如射頻識(shí)別（RFID）標(biāo)簽、顯示設(shè)備和太陽(yáng)能電池等設(shè)備中導(dǎo)電。這些產(chǎn)品的靈活形式依賴于導(dǎo)電納米材料在柔性基底或平臺(tái)（如塑料和其他聚合物）上的融合。

　　在《科學(xué)報(bào)告》中發(fā)表的另一項(xiàng)研究中，研究人員展示了硫化銅納米顆粒（一種半導(dǎo)體）的脈沖光燒結(jié)，以制造厚度小于100納米的薄膜。研究人員指出：“我們能夠在兩到七秒內(nèi)完成這種融合，而現(xiàn)在其它技術(shù)通常需要幾分鐘到幾小時(shí)。我們還展示了如何使用脈沖光融合工藝來(lái)控制薄膜的電學(xué)和光學(xué)特性。”

圖2：通過(guò)將納米顆粒暴露于來(lái)自氙燈的強(qiáng)烈光線的脈沖來(lái)熔合或燒結(jié)納米顆粒。

　　該研究表明，他們的發(fā)現(xiàn)可以加速用于控制太陽(yáng)能紅外燈、晶體管和開關(guān)的窗戶涂層的硫化銅薄膜的制造。這項(xiàng)工作得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和沃爾瑪制造創(chuàng)新基金會(huì)的資助。