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纳米线可传输不寻常的电流密度

作者:中国储能网新闻中心 来源:综合报道 发布时间:2012-11-09 浏览:
     中国储能网讯:受闪光触发时,两个电极之间的超分子纤维会自发组装,形成轻型柔韧的纳米线,可传输不寻常的电流密度。
 
    法国国家科学研究中心(CNRS:Centre National de la Recherche Scientifique)和斯特拉斯堡大学(Université de Strasbourg)的研究人员,在尼古拉•基赛普(Nicolas Giuseppone)和伯纳德•道汀(Bernard Doudin)领导下,成功制成高导电塑料纤维,只有几个纳米粗。
 
    这些纳米线,国家科学研究中心已申请专利,它们会“自发组装”,诱发因素就是闪光。这种材料价格低廉,易于处理,与碳纳米管不同,它们结合了两种导电材料的优点,这两种材料目前用于导电,就是金属和塑料有机聚合物。事实上,它们卓越的电气性能类似那些金属。
    艺术家的印象是基于真实的原子力显微镜(AFM:atomic force microscopy)图像,显示超分子导电纤维被困在两个金电极之间,两电极间距相隔100纳米。每个塑料纤维都包含几根短纤维,可以传输电荷,效率相当于金属。 来源:斯特拉斯堡大学 
 
    此外,它们很轻而且柔韧,就像塑料,这就开辟了可能性,可以克服21世纪电子产品最重要的挑战:就是把元件缩小到纳米尺度。这项研究2012年4月22日发表在《自然•化学》网站上,题为《光触发自发形成超分子有机纳米线就像金属互连》(Light-triggered self-construction of supramolecular organic nanowires as metallic interconnects)。
 
    下一步是要证明,这些纤维可以在工业中集成到一些电子设备中,比如柔性显示屏和太阳能电池等。 上一篇论文发表在2010年,那是基赛普和他的同事第一次成功获得纳米线。
 
    为了取得这一成果,他们在化学上改进了“三芳胺”(triarylamines),这种合成分子已使用了几十年,在工业中用于施乐(Xerox)复印工艺。
 
    令他们吃惊的是,他们观察到,在光照下,溶液中的新分子会自发堆积起来,以整齐的方式形成微型纤维。这些纤维有几百纳米长(1纳米= 10-9米,即十亿分之一米),制备材料就是所谓的“超分子”,它由数千个分子组成。 
 
    联合道汀研究小组,研究人员接着详细研究了这些纤维的电性能。这一次,他们使这些分子接触电子微电路,电路中包含金电极,间距100纳米。然后,他们在这两个电极之间施加电场。 第一个重要的发现是,受闪光触发时,两个电极之间的纤维完全会自发组装。第二个令人吃惊的发现是,这些结构轻细柔韧,就像塑料,能够传输不寻常的电流密度,每平方厘米(A.cm-2)超过2.10^ 6安培,接近铜线。此外,他们与金属的界面电阻非常低:比最好的有机聚合物低1万倍。 现在,研究人员希望证明,在工业上,他们的纤维可用于缩小微型电子装置,如柔性显示屏,太阳能电池,晶体管,印刷式纳米电路等。

触发STANWs的自组装过程,要采用纳米沟槽几何构型,同时有原子力电子显微镜图像。来源:法国国家科学研究院
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关键字:纳米线 传输 寻常 电流密度

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