Исследователи из Института химических и технических наук в Сингапуре (Institute of Chemical and Engineering Sciences in Singapore), работая над проблемой электропроводящих нанопокрытий, создали новый вид таких покрытий, представляющих собой наносеть.

Прозрачные покрытия жидкокристаллических дисплеев используются для формирования электрода на поверхности экрана, а в плазменных ТВ они еще и обеспечивают защиту от рассеянных электромагнитных полей. Традиционные технологии для производства таких покрытий заключаются в распылении тонкого слоя оксида индия и олова (ОИО) на подложку. Этот слой обладает высокой проводимостью и прозрачен для видимого света, но сам процесс напыления является дорогим и требует чистые комнаты и вакуумные камеры.

Исследователи группы Айвена Вакарельски (Ivan U. Vakarelski) смогли увидеть более дешёвый альтернативный способ в динамике испарения пятен от пролитого кофе. В таких пятнах поведение испаряющейся жидкости таково, что частицы кофе примыкают к краям пролитого пятна, и это моментально образует круглое пятно. Изменяющияся скорости испарения и конвекции «собирают» кофейные гранулы. Ученые предположили, что если воспроизвести этот процесс под контролем, можно создать проводящее покрытие из гранул других материалов.

Результаты анализа и экспериментальные результаты недавно опубликованы в престижном журнале Physics Review Letters (Ivan U. Vakarelski, Derek Y. C. Chan, Takashi Nonoguchi, Hiroyuki Shinto, and Ko Higashitani. Assembly of Gold Nanoparticles into Microwire Networks Induced by Drying Liquid Bridges, – Phys. Rev. Lett. 102, 058303, 2009).

Заменив кофе техническими материалами, исследователи начали эксперимент с раствора частиц золота, каждая размером около 20 нанометров. Раствор оставили высохнуть на стеклянной пластине, покрытой плотноупакованными латексными микросферами, каждая приблизительно 50–100 микрометров в диаметре.

При добавлении соответствующих поверхностно-активных веществ и снижении температуры до 4 °C, учёные получили возможность контролировать испарение и конвекцию, заставляя частицы золота перемещаться к основанию латексных шаров, где они оседали, образуя кольца и перемычки. Когда жидкость испарялась, оставалась сеть соединённых наночастиц золота.

Технология изготовления наносети

Учёные создали в лаборатории покрытие размером несколько квадратных сантиметров и планируют увеличить его в десять раз. Авторы считают, что золотые наносети могут стать лучшими проводниками, чем покрытия ОИО. В отличие от многих новых технологий, процесс создания наносетей прост в воспроизводстве, однако еще довольно далек от реального производства.

Евгений Биргер