科学家为透明电子设备开发解决方案

时间：2022-02-22 14:25:04 来源：

透明尼龙可能是未来开发透明电子电路的重要构建块。

MaxPlanck聚合物研究所（MPI-P）的科学家由Kamal Asadi博士领导的40多年的长期挑战，生产非常薄的尼龙薄膜，可用于电子存储器组件。薄的尼龙薄膜比人头发薄的几倍，因此可以对可弯曲的电子设备或用于衣服中的电子产品具有吸引力。

由于微电子工业现在正在转向可穿戴电子小工具和电子（E-）纺织品，包括诸如铁电池的包括电子材料，应与我们的衣服一体化。一系列合成聚合物系列的尼龙首先在20世纪20年代推出女性丝袜，现在是纺织品中最广泛使用的合成纤维中最广泛的合成纤维。它们由长链重复分子单位，即聚合物，其中每个重复单元含有氢，氧和氮气的特定排列。

除了在纺织品中使用，还发现一些尼龙还表现出所谓的“铁电性能”。这意味着可以分离正极和负电荷，并且可以保持这种状态。铁电材料用于传感器，致动器，存储器和能量收集装置。使用聚合物的优点是它们可以使用足够的溶剂液化，因此在低成本中从溶液中加工以形成适合于电容器，晶体管和二极管的电子设备的柔性薄膜。这使得铁电聚合物是与电子纺织品集成的可行选择。尽管尼龙聚合物在多年来在织物和纤维中的显着商业应用中发现，但它们在电子器件中的应用被阻碍，因为不可能通过溶液加工创造出优质薄膜的铁电镍胶片。

MPI-P的科学家与Johanshes Gutenberg大学的研究人员合作，Lodz技术大学现在已经解决了这一四十岁的问题，并开发了一种通过溶解尼龙制造铁电尼龙薄膜电容器的方法在三氟乙酸和丙酮的混合物中并在真空中再次固化。它们能够实现薄尼龙薄膜，通常只有几纳米厚，比人发薄的几倍。“使用这种方法，我们生产了极其光滑的薄膜。这是非常重要的，因为它防止了例如电容器的电气分解并销毁电子电路。同时，平滑度允许具有透明的薄膜和最终透明的电子设备。“MPI-P集团领导者Kamal Asadi博士说。

通过使用新开发的方法，Kamal Asadi周围的组能够生产高性能尼龙电容器。科学家们将电容器的原型与延长的应力循环进行了扩展，并证明了在数百万个操作循环之下的铁电尼龙的鲁棒性。薄的尼龙薄膜可以成为未来柔性电子产品的重要组成部分，并在可弯曲的电子设备或衣物中寻找电子产品。这些新发现铺平了朝向多功能面料的方式，用作覆盖我们的身体的布料，同时可以从我们的身体运动产生电力。

他们的业绩现已在着名的期刊科学推进中发表。

参考：“解决方案加工透明铁电尼龙薄膜”，销售Anwar，Daniel Pinkal，Wojciech Zajaczkowski，Philipp Von Tiedemann，Hamed Sharifi Dehsari，Manasvi Kumar，Thomas Lenz，Ulrike Kemmer-Jonas，Wojciech Posula，Manfred Wagner，Robert Graf，Holger Frey和Kamal Asadi，2019年8月16日，科学推进.DOI：
10.1126 / sciadv.aav3489.

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