銅納米導線有望盡快實現量產

美國杜克大學的一化學研究小組6月1日表示，他們成功地完善了銅納米導線的制造方法，此舉有望在不久的將來讓銅納米導線的商業化生產成為現實。納米銅導線十分細微而透明，可取代銀納米材料和銦錫氧化物，用于薄膜太陽能電池、平板電視和計算機，以及柔性顯示器中。
　　研究小組負責人、杜克大學化學助理教授本杰明·威利表示，最新的平板電視和計算機顯示屏通過一系列的電子像素顯示圖像，電子像素由透明的銦錫氧化物材料制成的導電層相連接。銦錫氧化物還被用作薄膜太陽能電池的透明電極。不過，銦錫氧化物存在著易碎的缺點，因而不能用來生產柔性屏幕。同時它的生產過程效率不高，價格也相當昂貴，在需求量不斷增加的今天價格更是不斷上漲。
　　銀納米導線作為透明導體性能良好，威利在讀研究生時便協助將銀納米導線的生產進行了專利注冊。但是，銀與銦類似，它們稀少且昂貴。另外，有研究人員在試圖改善碳納米管的性能，但至今還沒有取得突破性進展。
　　威利表示，如果人們想要讓電子設備和太陽能電池得到廣泛普及，那么則需要利用地球上存儲量豐富的材料，同時這些材料也無需花費過多的能量來獲取。他認為，目前人們所知的既透明又導電的材料十分稀少，這也是銦錫氧化物雖有缺陷卻仍被采用的原因。
　　現在，威利他們的研究顯示，存儲量比銦豐富上千倍的銅能夠被用來生產透明且導電的納米導線。銅納米導線的導電性能優于碳納米管，同時比銀納米導線要廉價許多。威利認為，銅納米導線價廉且性能良好的事實使得其成為非常有希望解決難題的材料。
　　威利和他的兩名學生在水溶液中生長銅納米導線。他說，通過向水溶液添加不同的化學物質，能夠控制原子形成不同的納米結構。在制作銅納米導線過程中，當銅出現結晶時，它首先形成微小的“種子”，隨后每個“種子”生長成單獨的納米導線。
　　由于銅納米導線生長在水溶液中，同時它具有柔性，因此威利認為，銅納米導線有望以滾動的生產方式在溶液中鍍層，如同報紙的印刷過程，這樣將遠遠高于生產銦錫氧化物的效率。
　　據悉，過去曾有研究人員研制出銅納米導線，但是生產的規模比威利他們的要小得多。
　　威利他們不僅研究出銅納米導線的新生產方法，而且還首次向人們展示銅納米導線是良好的透明導體。威利表示，新的生產過程需要擴大規模以便能夠實現商業應用，不過同時他也需要解決目前存在的問題，即防止銅納米導線出現凝結減低透明度，以及防止銅發生氧化降低導電性。他相信，一旦凝結問題得以解決，銅納米導線的導電性將與銀納米導線和銦錫氧化物的相媲美。