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纳米银线+石墨烯,这种材料组合让手机屏幕永摔不碎

       触摸屏一向是手机中成本最高的元件之一,以iPhone 6s为例,全部物料成本大约在250美元左右,而显示屏和触摸屏的成本占了其中的五分之一。一旦屏幕碎掉,用户就要承担巨额的维修费用。

       新的触摸屏技术可以改变这样的现状,不但能大幅降低原料成本,而且还能让触摸屏具有柔韧性,让你不再遭受碎屏的苦恼。

       神奇材料ITO

        氧化铟锡(ITO)是一种昂贵的材料,但是ITO具有良好的导电性和透明性,因此常见的触摸屏都无法避开这个原料。由于ITO较脆,缺乏韧性。这样,硬度足够的玻璃附着 ITO 成为理所当然的事情。这也就是为什么常见的触摸屏都是由玻璃制成的。

       但是目前生产ITO的原料铟是一种稀有的金属元素,在地壳中仅占有1×10^(-5)%,约5万吨,然而其中可开采的铟总量只占50%。由于未发现独立的铟矿,无法独立开采铟。工业上通过提取纯废锌、废锡的方法生产金属铟,回收率约为50%-60%。这样算下来,真正能得到有效利用的铟只有1.5-1.6万吨。

       而2014年全球铟产量大约为820吨。按照这样的速度计算下去,不过十几年,地球上可利用的铟原料就所剩无几。寻找ITO的替代品成为了科学界的当务之急。

       ITO太贵,但其替代品已问世

       英国研究者正在寻找一种可以替代ITO的材料。他们发现石墨烯和纳米银线制成的混合电极具有制作触摸屏的潜质,还有个最大的优点就是这些材料都足够的简单廉价。一平方米的ITO价格要70美元,而一平方米的石墨烯和纳米银线制成的电极只需要14美元。

       银纳米线的宽度只有头发丝的万分之一,足够细的好处就是可以在薄膜上保持透明。石墨烯是单原子厚的材料,是世界上最薄的二维材料。它们都是导电能力较好的材料。把银纳米线和石墨烯结合在一起,就可以形成一个导电、透明,但是又具有柔性,可以抵抗裂缝的膜。

       这个材料由英国萨塞克斯大学的研究员和总部设在牛津大学的微电子公司M-SOLV一同开发。他们已经将研究结果发表到了学术期刊《Nanoscale》上。

       萨塞克斯大学的实验物理学教授艾伦·道尔顿(Alan Dalton)说:“我们都经历过摔碎手机或者平板电脑屏幕的事情。这是非常麻烦的事,我们还需要找地方维修,并花大价钱更换新屏幕。”

       他说,“科学家在很长一段时间在尝试开发一种不易碎的手机屏幕材料,新技术的出现有望把这个愿望变成现实。这种使用银纳米线和石墨烯制成的触摸屏价格只有 ITO 触摸屏价格的五分之一,因为它更便宜,人们购买触摸设备的价格也会更低。”

       想用在手机上?还需要几年时间

       道尔顿教授和他的研究小组表明,他们是在无意中发现的银纳米线和石墨烯这种组合,该材料不仅达到了触摸屏的要求,而且在性能上还远超过ITO。

       这种材料对触摸屏的生产商非常有吸引力,但是该研究小组表示,这个技术首先会应用在对材料性能有更高要求的LCD和其他显示设备上,而非触摸屏。

       他说:“银纳米线和石墨烯复合制成的材料是目前ITO最可行的替代材料。其他研究者也研究出了一些材料。但是这些都不能ITO进行竞争,要么因为成本太高,要么因为性能不够。银纳米线和石墨烯混合电极不仅便宜,而且性能还好,我们也感到很开心。”

 
 
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