可墨水纳米材料有望为可弯曲电子产品带来巨大好处

一个国际科学家团队正在开发一种可墨水的纳米材料，他们说有朝一日可以成为超薄，轻巧和可弯曲显示器和设备的喷涂电子元件。

该团队表示，氧化锌材料可以纳入未来技术的许多组件中，包括手机和计算机，这要归功于其多功能性和纳米技术的最新进展。

RMIT大学副教授Enrico Della Gaspera和Joel van Embden博士带领全球专家团队在《化学评论》杂志上回顾了氧化锌纳米晶体的生产策略，能力和潜在应用。

意大利帕多瓦大学的Silvia Gross教授和美国马萨诸塞大学阿默斯特分校的Kevin Kittilstved副教授是合著者。

“纳米技术的进步使我们能够通过使其超小并具有明确的特征来大大改善和适应氧化锌的性能和性能，”RMIT科学学院的Della Gaspera说。

“现在可以制备微小而多功能的氧化锌颗粒，在纳米尺度上对其尺寸，形状和化学成分进行出色的控制，”同样来自RMIT理学院的van Embden说。

“这一切都可以精确控制光学、电子、能源、传感技术甚至微生物净化等无数应用的结果特性。”

天空是喷涂电子设备的极限

氧化锌纳米晶体可以配制成油墨并沉积为超薄涂层。该过程类似于喷墨印刷或喷漆，但涂层比传统油漆层薄数百到数千倍。

“这些涂层可以对可见光高度透明，但也具有高导电性 - 制造触摸屏显示器所需的两个基本特征，”Della Gaspera说。

该团队说，纳米晶体也可以在低温下沉积，允许在柔性基材(如塑料)上涂覆具有弹性的弯曲和弯曲。

该团队准备与工业界合作，利用他们的技术探索潜在的应用，以制造这些纳米材料涂层。

什么是氧化锌，如何使用?

锌是地壳中丰富的元素，比许多其他技术相关的金属(包括锡、镍、铅、钨、铜和铬)更丰富。

“锌价格便宜，已经被各个行业广泛使用，全球年产量达到数百万吨，”van Embden说。

氧化锌是一种经过广泛研究的材料，最初的科学研究是从20世纪初开始进行的。

“由于半导体行业的进步，氧化锌在 1970 年代和 1980 年代引起了很多兴趣。随着纳米技术的出现以及合成和分析技术的进步，氧化锌已迅速成为本世纪最重要的材料之一，“Della Gaspera说。

氧化锌也是安全的，生物相容的，并且已经在防晒霜和化妆品等产品中发现。

除了可弯曲的电子产品外，可以使用氧化锌纳米晶体的潜在应用包括：

自清洁涂层

抗菌和抗真菌剂

用于检测紫外线辐射的传感器

太阳能电池和发光器件(LED)中的电子元件

晶体管，是控制电信号的微型元件，是现代电子产品的基础

可用于检测住宅、工业和环境应用中有害气体的传感器。

后续步骤

Della Gaspera说，将团队的方法从实验室扩展到工业环境需要与合适的合作伙伴合作。

“可扩展性对所有类型的纳米材料来说都是一个挑战，包括氧化锌，”他说。

“能够重现我们在实验室中达到的相同条件，但反应要大得多，这既需要调整所使用的化学类型，也需要在反应设置中进行工程创新。

除了这些可扩展性挑战之外，该团队还需要解决纳米晶体涂层与依赖于更复杂的物理沉积的工业基准相比导电性的不足。纳米晶体涂层的固有结构使更多的灵活性，限制了涂层有效导电的能力。

“我们和世界各地的其他科学家正在努力应对这些挑战，并且正在取得良好进展，”德拉加斯佩拉说。

他看到了与其他组织和行业合作伙伴合作应对此类挑战的绝佳机会。

“我相信，通过正确的伙伴关系，这些挑战是可以解决的，”德拉加斯佩拉说。

近年来，RMIT团队为氧化锌纳米晶体的其他同行评审研究做出了贡献，包括：

纳米晶体的合成，对其尺寸和化学成分进行前所未有的控制

在低温下提高涂层导电性的创新方法

使用纳米晶体作为抗菌和抗真菌剂。