碳納米管溶液可制造柔性電子設備底板　有望降低生產成本

【資料簡介】

碳納米管溶液可制造柔性電子設備底板 有望降低生產成本

 柔軟而有彈性的電子產品是許多行業創新的方向，但要制造這類設備，首先要有合適的底板，既能大量生產又要成本合算。據美國物理學家組織網12月13日報道，美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室zui近開發出一種新技術，能以較低成本大規模地生產柔性底板。壓印電路后會成為各種各樣的“智能設備”，如能像紙一樣折疊起來的電子屏、能監測表面裂紋及瑕疵的涂料、能治療感染的*、能感知變質與否的食物包裝等。相關論文發表在zui近出版的《納米快報》上。

    新技術利用半導體濃縮碳納米管溶液生成了具有優良電屬性（如載流子遷移率等）的薄膜晶體管網。研究小組用濃縮到99%的半導體單壁碳納米管（SWNTs）溶液作底層，再結合一種高彈性的聚酰亞胺聚合物作基底，基底用激光切成邊長3.3毫米的六邊形蜂巢圖案，然后將硅和氧化鋁層沉積到基底上，底板就做成了。

    研究人員表示，在電子設備中，要求開/關電流比率越高越好，這樣傳感器的像素就越清晰。而99%的高純度提供了高達100的開/關電流比率。“利用這種溶液工藝技術，我們能用單壁碳納米管生成高度一致的薄膜晶體管陣列，制造出柔軟靈活而有彈性的激活式矩陣底板。這一技術結合金屬噴墨打印，有望降低生產柔性電子設備的成本。”加州大學伯克利分校電學工程與計算機科學教授、伯克利實驗室材料科學分部的阿里·杰維說。

    為了演示這種碳納米管底板的功效，研究人員還制造了一種由96個傳感器像素陣列組成的電子皮膚（e-skin）傳感器，每個像素由一個薄膜晶體管控制開關，能感知24平方厘米范圍的空間壓力分布。新傳感器的靈敏度比該實驗室去年研發的納米線電子皮膚傳感器提高了10倍，將來還可以加入多種傳感器和其他功能組件來拓展這種底板的應用，使其成為多功能人造皮膚。此外，SWNT底板還能用于太陽能電池、測步儀、衣物、柔性顯示器等方面。