柔性电子产品的希望:可自我修复的银纳米线
铟锡氧化物由于其高导电性和光学透明性成为触摸屏、等离子显示器以及柔性电子产品领域最广泛使用的材料之一。而使用银纳米线制备的薄膜材料极有可能是一种更经济的选择,因这种一维超细银纳米线是材料可嵌入柔性聚合物中。和铟锡氧化物类似,这种材料也具有透明和导电的特性。但由于科学家对其力学性能缺乏基本的了解,因此其发展一直停滞不前。
如今,来自西北大学麦考密克工程学院的Horacio Espinosa, James N.和Nancy J. Farley 教授主持了一项研究。该研究通过探究这种材料的周期性载荷(周期性载荷是疲劳分析的重要组成部分,因为它显示了这种材料面对负荷变化的反应),加深了人们对银纳米线电子行为的理解。
“循环载荷是一个必须研究的不可或缺的材料行为,它有助于判定是否能将银纳米线应用于电子产品。” Espinosa说。“这种材料的行为能帮助研究人员理解导电薄膜的失效原理以及如何提高其耐用性。”
该研究团队通过改变厚度小于120纳米的银纳米线的张力,并使用电子显微镜监测其变形情况来表征其循环力学行为。他们发现所测试的纳米线可部分恢复永久变形,表明材料的一些缺陷在循环载荷中会自我愈合和消失。这些研究结果表明银纳米线可以长时间承受强循环载荷,而这正是柔性电子产品需要具备的重要特性。
“这些银纳米线显示了意想不到的机械性能。” Espinosa介绍道。“我们必须开发新的实验技术以便能测量这种新颖材料的特性。”
这项研究结果最近被精选为《纳米快报》杂志的封面。该论文中来自西北大学的其他作者包括:来自Espinosa实验室的一位博士毕业生Rodrigo Bernal,和考密克工程学院材料科学与工程系的Jiaxing Huang副教授。
“接下来是进一步研究当它们被弯曲百万次以后这种自我恢复如何影响这些材料的行为。” 该论文的第一作者Bernal如是说。
新材料在线编译整理—— 翻译:杨超
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