روشی جدید در تولید رساناهای شفاف

رساناهای شفاف یکی از اجزای اصلی بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی از جمله تلویزیون‌های
صفحه‌تخت، نمایشگرهای پلاسمایی و صفحات تماسی و نیز پیل‌های خورشیدی هستند. بهترین
ماده‌ای که هم‌اکنون به این منظور وجود دارد، اکسید قلع ایندیوم (ITO) است که به‌دلیل
هزینه‌های تولید و کمیابی ایندیوم، ماده‌ای گران و در عین حال سخت و شکننده بوده و
و با خم شدن کارایی خود را از دست می‌دهد؛ لذا کاربرد آن با محدودیت‌های متعددی
همراه است.

اخیراً یانگ یانگ و ریچارد کانار (دو تن از محققان دانشگاه کالیفرنیا) در آزمایش‌های
خود به ماده‌ای جدید مرکب از نانولوله‌های کربنی و گرافن دست یافتند که امیدوارند
بتوان از آن به جای اکسید قلع ایندیوم (ITO) در پیل‌های خورشیدی و نیز دیگر وسایل
الکترونیکی مصرفی از قبیل تلویزیون‌های صفحه‌‌تخت، نمایشگرهای پلاسمایی و صفحات
تماسی استفاده نمود. این ماده که نانولوله‌ی گرافنی هیبریدی (G-CNT) نام گرفته‌‌است،
در واقع ترکییی از گرافن (ماده‌ای با رسانش الکتریکی بسیار عالی) و نانولوله‌های
کربنی (که به‌دلیل داشتن ماده‌ی بسیار اندک و رسانا بودن گزینه‌ی خوبی برای
رساناهای شفاف هستند) می‌‌باشد که در عین ارزان و انعطاف‌پذیر بودن، عملکرد بالایی
داشته و می‌‌تواند جایگزین بسیار مناسبی برای ITO در تجهیزات الکترونیکی دارای بخش‌های
متحرک باشد.

یانگ و کانار با توجه به تجارب قبلی خود در تولید گرافن، در روشی تک‌مرحله‌ای و
برای نخستین بار موفق شدند با پخش نانولوله‌های کربنی در محلول هیدرازین حاوی اکسید
گرافیت، ترکیب جدیدی از گرافن و نانولوله‌ها را به‌دست آورند.

G-CNTهای تولیدشده با این روش هم‌اکنون عملکرد قابل مقایسه‌ای نسبت به ITOهای موجود
در کاربردهای انعطاف‌پذیر دارند. اهمیت این روش بی‌نیازی آن به استفاده از
سورفکتانت (که معمولاً در این‌گونه محلول‌ها به کار می‌رود و می‌تواند به تجزیه‌ی
خواص الکترونیکی و مکانیکی ذاتی ماده بینجامد) است. انعطاف‌پذیری از جمله مزایای
پیل‌های خورشیدی پلیمری یا پلاستیکی (یکی از پروژه‌های تحقیقاتی اصلی این محققان)
است. این پیل‌ها کاربردهای متنوع بالقوه و فراوانی از جمله در پرده‌های ضخیم خانه‌ها
دارند و G-CNTها با توجه به قابلیت انعطاف‌پذیری و عملکرد بالا، مواد ایده‌آلی برای
استفاده به‌عنوان الکترود این پیل‌ها به شمار می‌روند. G-CNTها حتی با خم شدن هم
کارایی خود را حفظ می‌کنند و از این لحاظ قابل مقایسه با پلاستیک هستند، همچنین
توانمندی آنها به بهبود چیدمان فیزیکی این ترکیبات محدود نمی‌شود و با کار بیشتر در
این زمینه می‌توان حتی از آنها به‌عنوان بلوک ساختمانی نسل آینده‌ی الکترونیک
اپتیکی استفاده نمود.

گفتنی است نتیجه‌ی این بررسی‌ها به‌صورت مقاله‌ای مشترک در نشریه‌ی انجمن شیمی
آمریکا، Nano letters منتشر شده‌است.