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室溫下打印金屬氧化物薄膜實現

2024-08-16 13:46:30    來源：科技日報

據8月15日《科學》雜志報道，包括美國北卡羅來納州立大學和韓國浦項科技大學在內的國際研究團隊，展示了一種在室溫下打印金屬氧化物薄膜的技術，并利用該技術制造出既堅韌又能在高溫下運行的透明柔性電路。

金屬氧化物薄膜是一種重要材料，幾乎存在于每種電子設備中。傳統上，制造金屬氧化物需要專門設備，這些設備既慢又貴，而且需要在高溫下運行。于是，研究人員希望開發一種能在室溫下沉積金屬氧化物薄膜的技術，即打印金屬氧化物薄膜。

他們開發了一種從液態金屬彎月面分離金屬氧化物的新方法。

研究人員解釋說，如果向管子里灌滿液體，管口液體會呈現出彎曲的表面，稱為彎月面。這是由于表面張力阻止液體完全溢出，因此它呈彎曲狀。對于液態金屬而言，彎月面的表面覆蓋著一層薄薄的金屬氧化物，這層氧化物在液態金屬與空氣接觸的地方形成。

研究人員將液態金屬填充到兩塊玻璃片之間的空間，這樣一小部分彎月面就會延伸到玻璃片的末端。

如果把玻璃片想象成打印機，液態金屬就是墨水。當把彎月面移過表面時，其上的金屬氧化物會黏附在表面上并形成薄膜。同時裸露的液體不斷形成新的氧化物，從而實現連續“打印”。

最終，研究人員利用這項技術打印了兩層大約4納米厚的金屬氧化物薄膜。打印出來的薄膜是透明的，但具有金屬特性，導電性極高。

此外，研究發現，這些薄膜在高溫下仍能保持其導電性能。如果薄膜厚度為4納米，導電性能可穩定保持到接近600℃;如果薄膜厚度為12納米，則可穩定保持到800℃。

研究人員還通過在聚合物上打印金屬氧化物，制造出柔軟靈活的電路。這些電路足夠堅韌，即使折疊4萬次也能保持其完整性，顯示了該技術的實用性。

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