Fazendo plástico mais transparente, enquanto também adicionando condutividade elétrica

Eles fornecem uma receita para ajudar outros pesquisadores encontrar o melhor equilíbrio entre a condutividade e transparência, criando uma superfície anti-reflexo de três camadas. A camada de metal condutor é ensanduichado entre dois materiais dieléctricos "" que permitem que a luz passe através facilmente. Os dieléctricos reduzir a reflexão a partir de ambas as camadas de plástico e de metal entre eles.

"Nós desenvolvemos uma maneira de fazer revestimentos com alta transparência e condutividade, baixa neblina, excelente flexibilidade, fácil fabricação e grande compatibilidade com diferentes superfícies", disse Jay Guo, professor L-M de engenharia elétrica e ciência da computação, que liderou o trabalho.

Anteriormente, a equipe de Guo tinha demonstrado que era possível adicionar uma camada de metal sobre uma folha de plástico para torná-lo condutor, uma camada muito fina de prata que, por si só, reduzir a transmissão de luz por cerca de 10%.

transmissão de luz através do plástico é um pouco menor do que através do vidro, mas a sua transparência pode ser melhorada com anti-reflexo. Guo e seu colega Dong Liu, professor visitante da L-M de Nanjing University of Science and Technology, perceberam que poderiam fazer um revestimento anti-reflexo que também foi condutora.

"Foi dado como certo que a transmitância do condutor é menor do que a do substrato, mas nós mostramos que este não é o caso", disse Chengang Ji, primeiro autor do estudo na Nature Communications, que trabalhou no projeto como um Ph.D. estudante em engenharia elétrica e informática. Ji recebeu seu doutorado em L-M em 2019.

Os dieléctricos escolhidos pela equipe neste caso são o óxido de alumínio e óxido de zinco. No lado mais próximo da fonte de luz, o óxido de alumínio, reflecte de volta menos luz para a fonte do que a superfície de plástico iria. Em seguida, vem a camada de metal, composto de prata com uma pequena quantidade de cobre na mesma, apenas 6,5 nanómetros de espessura, e, em seguida, o óxido de zinco ajuda a orientar a luz para a superfície de plástico. Alguma luz ainda recebe de volta refletida onde o plástico se encontra com o ar no lado oposto, mas no geral, a transmissão de luz é melhor do que o sozinho plástico. A transmitância é de 88,4%, para cima de 88,1% para o plástico sozinho.

Com os resultados da teoria, a equipe antecipa que outros pesquisadores serão capazes de projetar semelhante de estilo sanduíche, condutores altamente flexíveis e transparentes, que permitem ainda mais luz através do que o sozinho plástico.

"Dizemos às pessoas quão transparente um dielétrico-metal-dielétrico condutor pode ser, por uma condutância elétrica alvo. Nós também dizer-lhes como conseguir isso alta transmitância passo-a-passo", disse Liu.

As manobras são escolhendo os dieltricos direita e então para descobrir a espessura adequada para cada para suprimir a reflexão do metal fino. Em geral, o material entre o plástico e metal deve ter um índice de refracção mais elevado, enquanto que o material mais próxima do mostrador ou a fonte de luz deve ter um índice de refracção inferior.

Guo é continuar a levar a tecnologia para a frente, colaborando em um projeto que usa condutores transparentes em células solares para montagem em janelas. Estes poderiam absorver a luz infravermelha e convertê-la em eletricidade, deixando o espectro visível para iluminar o quarto. Ele também propõe grande painel exposições interativas e pára-brisas do carro que podem derreter gelo a maneira vidros traseiros pode.

fonte: University of Michigan. "Making plastic more transparent while also adding electrical conductivity." ScienceDaily. ScienceDaily, 6 July 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200706140903.htm>.