211service.com
Flexibla CRT-skärmar
Kolnanorörens unika elektroniska egenskaper gör dem lovande för en rad applikationer, inklusive användning som ultraeffektiva elektronsändare i ljusstarka skärmar med låg effekt. Nu har forskare hittat ett sätt att mönstra kolnanorör i plastark som kan leda till flexibla versioner av dessa displayer – och elektronik som du kan rulla ihop och stoppa i fickan.
Flera företag, som Samsung och Motorola, utvecklar kolnanorörsbaserade skärmar som drar fördel av det faktum att nanorör kan avge elektroner extremt effektivt. Liksom välbekanta skärmar med skrymmande katodstrålerör (CRT) använder dessa nanorörsversioner elektroner för att excitera fosfor på en skärm för att producera en bild. Men till skillnad från vanliga CRT:er kan nanorörsskärmar vara platta och de använder mycket mindre energi än andra platta tekniker.
Den nya metoden som utvecklats av forskare vid Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), Northeastern University och New Mexico State University, kan leda till flexibla, platta CRT:er. Processen börjar med en förmönstrad yta som styr var flerväggiga nanorör växer. Därefter häller forskarna en vätska över nanorören och kokar den tills den bildar en polymer. De skalar sedan bort polymeren tillsammans med nanorören. Polymeren bevarar nanorörsmönstret ner till positionerna för enskilda nanorör och håller dem inriktade i en riktning.
För visningsapplikationer, där enstaka nanorör måste isoleras från andra för att få bästa effektivitet, tar forskarna av ett lager av polymer för att exponera spetsarna på nanorör och bränner sedan av långa eller trassliga nanorör, vilket bara lämnar isolerade. Denna metod har producerat mycket effektiv elektronemission, säger forskarna. Resultaten vi har sett är några av de bästa som har rapporterats i litteraturen, säger Swastik Kar , en postdoktoral forskning inom materialvetenskap och ingenjörskonst vid RPI och huvudförfattare till artikeln.
För att vara säker är de mönstrade nanorören bara det första steget mot en flexibel nanorörsskärm, som, förutom nanorörssändare, kräver elektronik för att adressera individuella pixlar på skärmen, och ett sätt att göra ett liknande flexibelt fosforskikt. Strukturen måste också vara tillräckligt robust för att upprätthålla ett vakuum inuti enheten. Sammantaget kommer det troligen att dröja åtminstone några år innan en prototypskärm är klar, säger Kar.
Nanorör-plastkompositerna kan leda till andra tillämpningar. Förmågan att noggrant kontrollera mönster av nanorör kan leda till andra typer av flexibel, nanorörsbaserad elektronik. Dessutom kan plast-nanorörsfilmerna upptäcka små tryckförändringar: när plastfilmen komprimeras omarrangeras nanorören, säger forskarna, vilket ger en detekterbar förändring i materialets konduktivitet. Denna tryckkänslighet är ungefär som känseln, vilket leder till att forskarna kallar sin uppfinning för nano-hud.
RPI-forskarna arbetar också med forskare som använde nanorör som lim, och efterliknar de strukturer som gör att geckos kan klänga sig fast vid väggar. Den extremt höga ytan på nanorören skapar tillräckligt med friktion för att hålla ihop två ytor. En möjlighet som använder den flexibla plasten är en soppad version av kardborreband.
RPI-arbetet är en del av en mycket större forskningssatsning för att kombinera nanorör med polymerer och andra flexibla material. Flexibla nanorörspolymerfilmer kommer att hitta ett stort antal applikationer, inte bara för elektronik, utan också för avkänningsapplikationer och till och med optiska applikationer, säger Kalkning Dai , professor i materialteknik och kemi vid University of Dayton i Ohio, som nyligen utvecklade en kemisk sensor som använder nanorör inbäddade i plast. Det är ett viktigt område. Nu är det dags för människor att driva dessa saker mot riktiga tillämpningar.
Hemsidans bild med tillstånd av Yung Joon Jung, Northeastern University, Boston MA. Bildtext: Ett prov av plasten med inbäddade halvmillimeter breda prickar av nanorör.