EO

Elektrisch geleidend plastic

19 augustus 2020 om 13:13 uur

In een poging om grote touchscreens, Led-lichtpanelen en raamgemonteerde infraroodzonnecellen te verbeteren, hebben onderzoekers van de Universiteit van Michigan plastic geleidend gemaakt. Het is meteen ook transparanter.


De studie is gepubliceerd in Nature Communications.

 

De onderzoekers bieden handvatten om andere onderzoekers te helpen de beste balans te vinden tussen geleidbaarheid en transparantie door het creëren van een drielaags anti-reflecterend oppervlak. De geleidende metaallaag is ingeklemd tussen twee diëlektrische materialen die het licht gemakkelijk doorlaten. De materialen verminderen de reflectie van zowel het plastic als de metalen laag ertussen.

 

"We hebben een manier ontwikkeld om coatings te maken met een hoge transparantie en geleidbaarheid, lage nevel, uitstekende flexibiliteit, gemakkelijke fabricage en grote compatibiliteit met verschillende oppervlakken," zei onderzoeksleider Jay Guo.

 

Eerder had Guo's team laten zien dat het mogelijk was om een laagje metaal toe te voegen aan een plastic plaat om deze geleidend te maken - een zeer dunne laag zilver die op zichzelf al de lichttransmissie met ongeveer tien procent verminderde. De lichttransmissie door kunststof is iets lager dan door glas, maar de transparantie ervan kan worden verbeterd met anti-reflectiecoatings. Guo en  collega Dong Liu realiseerden zich dat ze een anti-reflectielaag konden maken die ook geleidend was.

 

"Het werd als vanzelfsprekend beschouwd dat de overbrenging van de geleider lager is dan die van het substraat, maar we laten zien dat dit niet het geval is", zegt  auteur Chengang Ji. De diëlektrica die het team in dit geval heeft gekozen zijn aluminiumoxide en zinkoxide. Aan de kant die het dichtst bij de lichtbron ligt, reflecteert het aluminiumoxide minder licht terug naar de bron dan het plastic oppervlak. Dan komt de metaallaag, die bestaat uit zilver met een kleine hoeveelheid koper erin, slechts 6,5 nanometer dik, en dan helpt het zinkoxide het licht naar het plastic oppervlak te leiden. Wat licht wordt nog steeds teruggekaatst waar het plastic de lucht aan de andere kant ontmoet, maar over het geheel genomen is de lichttransmissie beter dan het plastic alleen. De lichtdoorlatendheid is 88,4 procent, tegenover 88,1 procent voor het plastic alleen.

 

Met de theoretische resultaten verwacht het team dat andere onderzoekers in staat zullen zijn om vergelijkbare flexibele, zeer transparante geleiders in sandwich-stijl te ontwerpen, die nog meer licht doorlaten dan het plastic alleen. "We vertellen mensen hoe transparant een diëlektrische-metaal-elektrische geleider zou kunnen zijn, voor een doel-elektrische geleiding. Wij vertellen hen ook hoe zij deze hoge overbrenging stapsgewijs kunnen bereiken," zei Liu. "Het is de truc om de juiste diëlektrica te selecteren en dan de juiste dikte voor elk uit te zoeken om de weerspiegeling van het dunne metaal te onderdrukken. In het algemeen, zou het materiaal tussen het plastiek en het metaal een hogere brekingsindex moeten hebben, terwijl het materiaal het dichtst bij de vertoning of de lichtbron een lagere brekingsindex zou moeten hebben."

 

Guo blijft de technologie verder ontwikkelen en werkt aan een project dat gebruik maakt van transparante geleiders in zonnecellen voor montage op ramen. Deze zouden infrarood licht kunnen absorberen en omzetten in elektriciteit, terwijl het zichtbare spectrum wordt verlaten om de ruimte op te vrolijken. Hij stelt ook grote interactieve panelen en autoruiten voor die ijs kunnen smelten zoals de achterruiten dat kunnen.

 

Gerelateerd nieuws

KIT helpt Audi bij recyclage samengestelde kunststoffen

KIT helpt Audi bij recyclage samengestelde kunststoffen

Audi en het Karlsruhe Instituut voor Technologie (KIT) starten een proefproject voor de chemische recycling van kunststoffen uit de automotive-industrie. De partijen willen uitvinden hoe ze gemende plasticfracties kunnen…

Delftse formule brengt na-ionbatterij dichterbij

Delftse formule brengt goedkope natrium-ionbatterij dichterbij

Onderzoekers van de Chinese Academy of Sciences en de TU Delft hebben een methode ontwikkeld om de atomaire structuur van natrium-ionbatterijen te voorspellen. Tot nu toe was dat zelfs met de snelste supercomputers…

Antenne voor infrarood licht drijft moleculaire motor aan

Antenne voor infrarood licht drijft moleculaire motor aan

Door licht aangedreven moleculaire motoren kennen verschillende toepassingen, bijvoorbeeld in functionele materialen, als motor in een nano-robotje of om materialen op commando te laten reageren, zoals in een capsule die…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

25 november 2020, online

KIVI-jaarcongres

Het programma van het KIVI-jaarcongres zal dit jaar over een week worden verspreid.

1 december 2020, Delft

RF Technology event

Het doel van dit event is om de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis op het gebied van...

1 december 2020, Vianen

Certified Machinery Safety Expert (CMSE®)

1, 2, 3, 4 december 2020 (Engelstalig)

Meer agendapunten »