$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Na całym świecie prowadzone są badania mające na celu poszukiwanie zamienników dla sztywnych przezroczystych tlenków przewodzących (TCO), takich jak tlenek indu i tlenek cyny domieszkowany fluorem (FTO), w celu wytworzenia elastycznych/rozciągliwych TE, które będą używane w przyszłych elastycznych/rozciągliwych urządzeniach optoelektronicznych1. Wymaga to stosowania nowych materiałów z nowymi metodami wytwarzania.
Nanomateriały, takie jak grafen2, polimery przewodzące3,4, nanorurki węglowe5, oraz losowe sieci nanoprzewodów metalowych6,7,8,9,10,11, zostały przebadane i wykazały swoje możliwości w elastycznych TE, rozwiązując niedociągnięcia istniejących TE opartych na TCO, w tym kruchość folii12, niską przepuszczalność podczerwieni13 i low abundance14. Nawet przy takim potencjale nadal trudno jest osiągnąć wysoką przewodność elektryczną i optyczną bez pogorszenia pod wpływem ciągłego zginania.
W tym kontekście, zwykłe siatki metalowe15,16,17,18,19,20 ewoluują jako obiecujący kandydat i osiągnęły niezwykle wysoką przezroczystość optyczną oraz niską rezystancję arkusza, którą można dostosować na żądanie. Jednak szerokie zastosowanie TE na bazie siatki metalowej było utrudnione ze względu na liczne wyzwania. Po pierwsze, produkcja często wiąże się z kosztownym, opartym na próżni osadzaniem metali16,17,18,21. Po drugie, grubość może łatwo spowodować zwarcie elektryczne22,23,24,25 w cienkowarstwowych organicznych urządzeniach optoelektronicznych. Po trzecie, słaba przyczepność do powierzchni podłoża skutkuje słabą elastycznością26,27. Wyżej wymienione ograniczenia stworzyły zapotrzebowanie na nowatorskie struktury TE oparte na siatkach metalowych i skalowalne podejścia do ich wytwarzania.
W tym badaniu opisujemy nową strukturę elastycznych TE, która zawiera metalową siatkę całkowicie zanurzoną w folii polimerowej. Opisujemy również innowacyjne, oparte na rozwiązaniach i tanie podejście do produkcji, które łączy litografię, elektroosadzanie i transfer odcisku. Wartości FoM sięgające 15 tys. zostały osiągnięte na próbkach EMTE. Ze względu na wbudowany charakter EMTE zaobserwowano niezwykłą stabilność chemiczną, mechaniczną i środowiskową. Co więcej, technika wytwarzania przetworzonego w roztworze ustalona w tej pracy może być potencjalnie wykorzystana do taniej i wysokowydajnej produkcji proponowanych EMTE. Ta technika wytwarzania jest skalowalna do drobniejszych szerokości linii siatki metalowej, większych obszarów i szeregu metali.