Wetenschappers leggen led-array met vloeibare microdraden

Wetenschappers van het MIT zijn erin geslaagd om bij kamertemperatuur een precies patroon van nanodraden op basis van een vloeibare substantie te leggen. De onderzoekers wisten zo in een enkele stap een led-array te leggen.

Op nanoschaal is het van groot belang om de geometrie van structuren tot in detail te kunnen controleren, aldus Brian Chow, mede-auteur van een onderzoek hierover dat in de laatste editie van Nature Materials is verschenen. "Voor nanostructuren is er een band tussen de geometrie en de elektrische en optische eigenschappen", aldus Chow.

Er zijn al wel methodes om op precieze wijze nanodraden te leggen, maar die werken alleen onder extreme omstandigheden, zoals bij hoge temperaturen, onder hoge druk of juist in een vacuüm. De methode van Chow en zijn collega's kan onder normale condities uitgevoerd worden: bij kamertemperatuur en niet onder hoge of lage druk.

Het team van het MIT liet nanodraden van zinkoxide groeien uit een vloeibare substantie. Door aan de oplossing verschillende materialen toe te voegen, die zich elektrostatisch aan de draden vasthechten, wisten de onderzoekers de groei een bepaalde richting te geven. Ze slaagden erin een werkende led-array in een metalen frame te maken door de substantie via plastic buisjes aan te brengen, terwijl hiervoor bij normale productie verschillende stappen nodig zijn.

De methode kan wellicht gebruikt worden om batterijen, sensoren en optische apparaten te maken. Volgens de hoofdauteur van het onderzoeksdocument, Jaebum Joo, kan dezelfde methode echter toegepast worden met andere materialen dan zinkoxide, zoals titaniumoxide, een materiaal dat geschikt kan zijn voor zonnecellen. Door de werking op huiskamertemperatuur kan het materiaal op plastic oppervlakken aangebracht worden en misschien gebruikt worden om flexibele displays te maken.

Reacties (20)

[MrWisent]

@Tostie1987

De methode kan wellicht gebruikt worden om batterijen, sensoren en optische apparaten te maken.

Door de werking op huiskamertemperatuur kan het materiaal op plastic oppervlakken aangebracht worden en misschien gebruikt worden om flexibele displays te maken.

Staat gewoon in de tekst.

[Reactie gewijzigd door MrWisent op 23 juli 2024 05:31]

[Tostie1987]

Ik heb geen moeite met lezen, meer met het begrijpen ervan. Dat er batterijen van gemaakt kunnen worden snap ik dan ook nog wel. Ik denk dan bij mezelf "er bestaan toch al batterijen?". Blijkbaar hebben deze batterijen een ander/groot voordeel op "gewone" batterijen. Ik wil graag weten wat dat voordeel dan is.

[Stoney3K]

Ik heb geen moeite met lezen, meer met het begrijpen ervan. Dat er batterijen van gemaakt kunnen worden snap ik dan ook nog wel. Ik denk dan bij mezelf "er bestaan toch al batterijen?". Blijkbaar hebben deze batterijen een ander/groot voordeel op "gewone" batterijen. Ik wil graag weten wat dat voordeel dan is.

Met batterijen is het misschien wat complex om uit te leggen, maar met displays is het wat simpeler:

Normale TFT-displays worden op een glazen substraat gemaakt waarop ze dan een kristal van een halfgeleider laten 'groeien', dit gebeurt in een cleanroom onder dezelfde exotische omstandigheden als het groeien van nanodraden. Je wil namelijk niet dat die schermen verontreinigd worden met allerlei troep zoals stikstof of zuurstof.

Met deze techniek is het dus mogelijk om grote displays en andere stukken halfgeleider (zoals zonnecellen) in principe 'aan de meter' te maken. Dat brengt de productiekosten drastisch omlaag, omdat het allemaal niet meer in batches gemaakt hoeft te worden en dat ga je straks dus ook in de prijzen van je elektronica terugzien.

Bottom line: Je batterijen of TFT's worden er niet noodzakelijk mooier, sneller, of beter presterend door. Wel een stuk lichter en goedkoper.

[kzin]

Het lijkt me dat je nog steeds moet produceren in een zeer schone omgeving. Als je een TFT-display gaat maken wil je geen last hebben van stofdeeltjes of andere particles die voorkomen dat op delen van het glas geen nanodraden groeien. Dat leidt alleen tot dode pixels. Juist de cleanroom maakt een groot deel van de kosten uit.

Wat het met batches te maken heeft snap ik niet helemaal. Electronica wordt juist in batches geproduceerd (b.v. 180 wafers per proces) om kosten te drukken, en de doorvoersnelheid te verhogen. Er is ook apparatuur voor productie van halfgeleiders die single-wafer werkt. Het hangt een beetje van het proces af.

Maar ik denk wel dat er mogelijkheden zijn voor deze methode. Er komt een nieuwe manier van produceren bij.

[Tostie1987]

Oftewel zeer nice!

[Cybergamer]

Het enige voordeel wat ik tot nu toe kan bedenken is dat het goedkoper zal zijn om batterijen en accu's te produceren.

Zover ik zie gaat het meer om de verbetering van de productie dan om de verbetering van het product zelf.

[RocketKoen]

Goedkoper is een understatement.
Accu's met nano-draden bestaan al een tijdje. Maar omdat je voor de productie een fab nodig had vergelijkbaar met chip productie, was het niet commercieel aantrekkelijk.
Een accu zou namelijk even duur worden als een chip van hetzelfde formaat. Een accu voor een elektrische auto zou meer kosten dan een huis.

Het deze techniek is massa productie wel economisch haalbaar.

[Verwijderd]

Het lijkt me dat het voordeel is dat men veel minder kosten hoeft te maken: winst voor het bedrijf en mogelijk ook goedkopere producten (winst voor de klant)

[Prut]

Het zou fijn als er referenties bij dit soort artikelen geplaatst worden. Dit verhaal staat niet in het laatste issue van Nature Materials, maar staat in de advance online publications.

[Jolke]

als je je eraan stoort dat er geen ref bij staat, om daarna te vertellen dat het bij de just accepted papers staat.... waarom dan geen linkje toevoegen?

http://www.nature.com/nma...current/abs/nmat3069.html

[Prut]

Daar heb je op zich wel een punt

[Universal Creations]

Dat staat in de laatste zin van het artikel.

[Verwijderd]

Tja, de vertaler van het artikel heeft er blijkbaar dusdanig weinig kaas van gegeten, dat dit vrijwel niet te lezen is.

[arjankoole]

Tja, de vertaler van het artikel heeft er blijkbaar dusdanig weinig kaas van gegeten, dat dit vrijwel niet te lezen is.

Die indruk heb ik niet, ik kan het prima lezen / volgen.

[Mirved]

Dat het goedkoper/makkelijker wordt om batterijen, sensoren en optische apparaten te maken.

[Outerspace]

Zie http://en.wikipedia.org/wiki/Nanowire. Daar staat veel informatie in

[Xuj]

Zie laatste alinea.

De methode kan wellicht gebruikt worden om batterijen, sensoren en optische apparaten te maken.

Door de werking op huiskamertemperatuur kan het materiaal op plastic oppervlakken aangebracht worden en misschien gebruikt worden om flexibele displays te maken.

Edit: MrWisent was me een minuut voor.

[Reactie gewijzigd door Xuj op 23 juli 2024 05:31]

[Verwijderd]

Ik ga ervan uit dat het grote voordeel is dat de extreme omstandigheden niet meer nodig zijn. Dus geen hoge temperatuur, druk of vacuüm meer nodig.

Dat gaat ongetwijfeld een flinke kostenbesparing opleveren. Dus betere accu's, zonnecellen en schermen voor een lagere prijs.

En het betekent dat de techniek breder toepasbaar wordt. Materialen die onder de extreme omstandigheden niet bruikbaar waren zijn dat nu straks wel. Zoals het artikel ook al aangeeft voor bijvoorbeeld flexibele schermen.