导读

据澳大利亚皇家墨尔本理工大学官网近日报道，该校研究人员开发出一种超薄、超柔韧的电子材料。它能像报纸一样被印刷和卷起，应用于未来的触摸屏。

背景

如今，触摸屏已经广泛应用于各种电子产品，例如智能手机、平板电脑、车载导航系统、自动柜员机等。触摸屏不仅方便我们完成各种操作，也使电子产品更加轻便小巧。

(图片来源：LG Innotek)

然而，触摸屏的实现离不开一种重要的物质，它就是氧化铟锡（Indium Tin Oxide，简称ITO）。

要让触摸屏正常工作，我们必须在其表面覆盖上一层导电材料，而这种材料必须既能保证良好的导电性，本身又必须足够透明。经过不断探索，科学家们最终发现了一些金属氧化物能同时满足导电和透明这两个条件，而氧化铟锡又是其中的佼佼者。

可是，ITO又硬又脆，弯曲时容易破裂，不太适合柔性电子产品。

创新

近日，澳大利亚皇家墨尔本理工大学的研究人员开发出一种超薄、超柔韧的电子材料。它能像报纸一样被印刷和卷起，应用于未来的触摸屏。

（图片来源：皇家墨尔本理工大学）

这种触摸响应技术所用的材料比现有的触摸屏材料薄100倍，而且非常柔韧，以至于能像管子一样卷起来。

为了创造这种新型导电薄片，皇家墨尔本理工大学领导的团队采用了手机触摸屏中常用的薄膜，并采用液态金属化学将它从三维缩减为二维。

这种纳米薄片很容易兼容现有的电子技术，并且由于其令人难以置信的柔韧性，有望像报纸一样通过卷对卷（R2R）工艺进行制造。

新南威尔士大学（UNSW）、蒙纳士大学、未来低能耗电子技术（FLEET）ARC卓越中心的研究人员也参与了这项研究，并将研究成果发表在《自然电子学（Nature Electronics）》杂志上。

研究人员（图片来源：皇家墨尔本理工大学）

领导研究员 Torben Daeneke 博士表示，大多数的手机触摸屏都是由透明材料氧化铟锡制成，它导电性很好但非常易碎。

皇家墨尔本理工大学的澳大利亚研究理事会 DECRA 委员 Daeneke 表示：“我们采用了一种旧材料，并从内部改变了它，创造出一个超薄且柔韧的新版本。你可以弯曲它，扭曲它，并用比我们目前制造触摸屏所用的缓慢且昂贵的方法便宜且高效得多的办法制造它。将它转变为二维，也使它更透明，让更多光线通过。这意味着用我们的材料制造成的手机将消耗更少的能量，电池寿命可拓展大约10%。”

技术

厚与薄：如何将一种旧材料变成新材料

为了创造出一款原子薄度的新型氧化铟锡（ITO），研究人员们采用了液态金属印刷技术。

铟锡合金加热至200摄氏度，就会变成液体，然后在一个表面上滚动，以印刷出氧化铟锡纳米薄片。

这些二维纳米薄片与标准ITO的化学组成相同，但晶体结构却不同，从而赋予了它们令人振奋的机械和光学特性。

除了完全柔韧之外，这款新型ITO仅吸收0.7%的光线。相比而言，标准的导电玻璃吸收5%-10%的光线。添加更多的层就可以让它的导电性更好。

Daeneke 表示，这是一种开创性的方法，它破解了一个被认为无法解决的难题。

他表示：“除了我们的新型液金属技术方法之外，其他方法无法制造出这种完全柔性、导电且透明的材料。”

“以前它一直是无法实现的，人们就假定它不可能实现。”

正在申请专利：将这项技术推向市场

研究团队现在采用这种新材料，创造出一款能工作的触摸屏作为概念验证，并为这项技术申请了专利。

这种材料也可以应用于许多其他的光电子产品，例如LED和触控显示器，并有望应用于未来的太阳能电池和智能窗户。

Daeneke 表示：“我们很高兴能达到目前的阶段。在这个阶段，我们可以探索商业合作机会，并与相关行业合作，将这项技术推向市场。”

关键字

智能窗户、触摸屏、太阳能电池

参考资料

【1】https://www.nature.com/articles/s41928-019-0353-8

【2】https://www.rmit.edu.au/news/all-news/2020/jan/flexible-touchscreens