تولید لایه‌ نازک شفاف و رسانای الکتریکی

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه رایس روشی ارائه کرده که با استفاده از آن می‌توان فیلم‌های نسبتا شفافی تولید کرد این فیلم‌ها رسانای الکتریکی بوده و در آنها از نانولوله‌های کربنی استفاده شده است.

محققان آزمایشگاه ماتیو پاسکوالی دریافته‌اند که اگر ورقه‌ای را درون محلول حاوی نانولوله‌های کربنی و اسید کلروسولفونیک غوطه‌ور کنند، یک لایه نانولوله کربنی روی سطح ایجاد می‌شود. هیچ یک از معایب دیگر روش‌های تولید چنین لایه نازکی، در این روش دیده نمی‌شود. از این فیلم می‌توان در نمایشگرهای الکترونیکی انعطاف‌پذیر و صفحات لمسی استفاده کرد. نتایج این پژوهش در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.

پاسکوالی می‌گوید من فکر می‌کنم با این روش بتوان الکترودهای شفاف با عملکرد بالا تولید کرد. این محلول بسیار محلول ساده و فرآیند نیز فرآیند ساده‌ای است. از این فرآیند می‌توان برای تولید انبوه استفاده کرد.

یکی از مشکلات اصلی استفاده از نانولوله‌های کربنی، به‌خصوص نانولوله‌های طویل، آن است که این نانولوله‌ها یکدیگر را جذب کرده و به‌هم می‌چسبند، بنابراین متفرق کردن نانولوله‌ها دشوار خواهد بود. نانولوله‌های کربنی طویل کلید اصلی عملکرد بالای این فیلم‌ها هستند.

پاسکوالی می‌گوید محققان تلاش دارند تا این نانولوله‌ها را از یکدیگر دور نگه‌دارند. یکی از راه‌ها، عامل‌دار کردن نانولوله‌ها است اما این کار موجب می‌شود خواص الکتریکی جالب آنها دستخوش تغییر و زوال شود. برخی نیز از اولتراسونیک و سورفاکتانت استفاده می‌کنند. اولتراسونیک موجب شکسته شدن نانولوله‌ها می‌شود و سورفاکتانت نیز در کنار نانولوله باقی مانده و به‌سختی آنها را ترک می‌کنند وجود این سورفاکتانت‌ها نیز خود مشکل آفرین است.

از این روش‌ها به‌همراه پوشش‌دهی مکانیکی استفاده شده تا فیلم‌های نانولوله‌ای ایجاد شود اما هیچ یک از فیلم‌های ساخته شده کیفیت آن چیزی را که پاسکوالی تولید کرده ندارند. فیلم‌هایی که این گروه تحقیقاتی تولید کرده‌اند حاوی نانولوله‌های کربنی است که طول آنها هزاران برابر بلندتر از فیلم‌های دیگر گروه‌ها است. نتایج کار محققان نشان داد که این فیلم‌ها قادرند تا سه ماه بعد نیز از نظر الکتریکی پایدار باشند.

محققان این فیلم‌ها را در محلول اسیدی تست کردند نتایج مثبت (OK) بود. سپس از کلروفرم برای انعقاد نانولوله‌ها استفاده کرده و در نهایت با دی‌اتیل اتر آنها را شستند. نتایج نشان داد که کلروفرم تاثیر منفی روی لایه نازک نداشت. فیلمی که این گروه تحقیقاتی تولید کرده ضخامت نانومتری داشته و از شفافیت بالایی برخوردار است.