在室溫下打印金屬氧化物薄膜

據(jù)近日《科學(xué)》雜志報(bào)道，包括美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)和韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)在內(nèi)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，展示了一種在室溫下打印金屬氧化物薄膜的技術(shù)，并利用該技術(shù)制造出既堅(jiān)韌又能在高溫下運(yùn)行的透明柔性電路。

金屬氧化物薄膜是一種重要材料，幾乎存在于每種電子設(shè)備中。傳統(tǒng)上，制造金屬氧化物需要專(zhuān)門(mén)設(shè)備，這些設(shè)備既慢又貴，而且需要在高溫下運(yùn)行。于是，研究人員希望開(kāi)發(fā)一種能在室溫下沉積金屬氧化物薄膜的技術(shù)，即打印金屬氧化物薄膜。

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研究人員將金屬氧化物打印到聚合物上，從而制造柔韌靈活的電路。

他們開(kāi)發(fā)了一種從液態(tài)金屬?gòu)澰旅娣蛛x金屬氧化物的新方法。

研究人員解釋說(shuō)，如果向管子里灌滿(mǎn)液體，管口液體會(huì)呈現(xiàn)出彎曲的表面，稱(chēng)為彎月面。這是由于表面張力阻止液體完全溢出，因此它呈彎曲狀。對(duì)于液態(tài)金屬而言，彎月面的表面覆蓋著一層薄薄的金屬氧化物，這層氧化物在液態(tài)金屬與空氣接觸的地方形成。

研究人員將液態(tài)金屬填充到兩塊玻璃片之間的空間，這樣一小部分彎月面就會(huì)延伸到玻璃片的末端。

如果把玻璃片想象成打印機(jī)，液態(tài)金屬就是墨水。當(dāng)把彎月面移過(guò)表面時(shí)，其上的金屬氧化物會(huì)黏附在表面上并形成薄膜。同時(shí)裸露的液體不斷形成新的氧化物，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)“打印”。

最終，研究人員利用這項(xiàng)技術(shù)打印了兩層大約4納米厚的金屬氧化物薄膜。打印出來(lái)的薄膜是透明的，但具有金屬特性，導(dǎo)電性極高。

此外，研究發(fā)現(xiàn)，這些薄膜在高溫下仍能保持其導(dǎo)電性能。如果薄膜厚度為4納米，導(dǎo)電性能可穩(wěn)定保持到接近600℃；如果薄膜厚度為12納米，則可穩(wěn)定保持到800℃。

研究人員還通過(guò)在聚合物上打印金屬氧化物，制造出柔軟靈活的電路。這些電路足夠堅(jiān)韌，即使折疊4萬(wàn)次也能保持其完整性，顯示了該技術(shù)的實(shí)用性。