スイスの科学者が金と銀のナノウォールを3Dプリントして高性能タッチスクリーンを製作

スイスの科学者が金と銀のナノウォールを3Dプリントして高性能タッチスクリーンを製作
金ナノ粒子を使用したナノウォールの3Dプリント(想像)
タッチスクリーンは私たちの生活に欠かせない技術です。スマートフォンやタブレット端末をはじめとするさまざまな電子機器は、半導体なしには成り立たず、その性能を向上させ、製造コストを削減する方法は、世界中の大手企業や研究機関の常に研究の焦点となってきました。最近、チューリッヒのスイス連邦工科大学(ETH)は、実​​現可能な革新的な方法である「ナノドロップレット」3Dプリントを発見しました。この方法は、金や銀のナノ粒子を原料として超薄型の「ナノウォール」を3Dプリントすることができ、これまでにない透明導電性電極を作成し、最終的にはより高画質でより正確な応答性を備えたタッチスクリーンを実現します。

中国の専門的な3DプリントメディアプラットフォームであるAntarctic Bearによると、タッチスクリーン技術は、デバイスの表面にマイクロ導電性電極をスプレーすることで実現される。電極はほとんど目に見えず、導電性材料で作られたナノスケールの壁で構成されています。現在最も一般的な材料はインジウムスズ酸化物です。透明度は高いが導電性が低い。しかし、金と銀のナノ粒子を原料としてナノウォールを3DプリントするETHの新しい方法では、高い透明度と導電性を同時に実現できるため、そのような欠点はない。


「インジウムスズ酸化物が使用されたのは、比較的透明であり、薄い層を作るプロセスが成熟していたためです。しかし、これは比較的電気伝導性が低いため、より伝導性の高い金と銀を選択しました。」

この時点で混乱するかもしれませんが、金と銀は透明ではありません。これは、ETH のナノ 3D 印刷技術「電気流体力学インクジェット印刷」の魔法です。金属素材本来の導電性を維持するだけでなく、透明な外観も実現します。現在、研究者たちはこの技術を使用して、厚さ 80 ~ 500 ナノメートルの極薄電極層を 3D プリントすることに成功しています。

この3Dプリント技術は、ETHの熱力学教授ディモス・プリカコス氏とその同僚によって開発された。使用時には、金属ナノ粒子(金や銀など)でできたインクが溶媒に溶解され、電界の作用によって極めて微細な液滴に分散されます。その後、溶媒は急速に蒸発し、形成された 3D 構造が残ります。液滴は、それが放出される穴よりも 10 倍小さいため、3D 構造のサイズは非常に小さくなります。


タッチ スクリーンに加えて、この技術には、製造に非常に適したアプリケーションが 2 つあります。1 つ目は、有機発光ダイオード (OLED) を使用した大型タッチ スクリーンとフレキシブル ディスプレイ、2 つ目は透明電極も必要とする太陽電池です。

ETHによると、タッチスクリーン用ナノウォールの製造に3Dプリント技術が使用されるのは世界初であり、ナノウォールの透明性と導電性が大幅に向上するとともに、製造コストが大幅に削減されるなど、多くの明らかな利点がもたらされるという。これは、製造におけるインジウムスズ酸化物の本来の使用には非常にクリーンな環境が必要であり、そのような環境を作るには多額の費用がかかるためである。次のステップは、この3Dプリント技術を産業化し、大量生産できるように研究を続けることだと彼らは語った。

3ders経由
工科大学、タブレット、スマートフォン、電子機器、タッチスクリーン

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