Električni provodljivi filmovi (ECFS) ključne su komponente u širokom rasponu modernih elektroničkih uređaja, od zaslona osjetljivih na dodir i fleksibilnih zaslona do solarnih ćelija i senzora. Ovi filmovi nude mogućnost provođenja električne energije uz održavanje transparentnosti, fleksibilnosti ili drugih poželjnih svojstava, ovisno o primjeni. Kao vodeći dobavljač električnih vodljivih filmova, neprestano istražujemo načine kako poboljšati njihove performanse, a jedna od najučinkovitijih metoda je upotreba aditiva. U ovom postu na blogu ćemo se zaroniti kako aditivi utječu na izvedbu električnih provodljivih filmova.
1. Vrste aditiva i njihove opće funkcije
Postoji nekoliko vrsta aditiva koji se obično koriste u električnim vodljivim filmovima, a svaki je sa svojom jedinstvenom funkcijom.
Vodljivost - Povećavanje aditiva
Jedan od glavnih ciljeva pri radu s ECFS -om je poboljšati njihovu električnu vodljivost. Vodljivost - Povećavanje aditiva, poput ugljikovih nanocjevčica (CNT), grafena i metalnih nanočestica, često su ugrađeni u filmsku matricu. CNT i grafen imaju izvrsnu intrinzičnu električnu vodljivost zbog svojih jedinstvenih atomskih struktura. Kada se dodaju ECF -u, oni formiraju vodljive puteve unutar filma, omogućujući elektronima da slobodnije teče. Metalne nanočestice, poput nanočestica srebra ili bakra, također mogu značajno povećati vodljivost. Na primjer, srebrne nanočestice imaju visoku električnu vodljivost i mogu se dobro raspršiti u filmskoj matrici, stvarajući mrežu propusta koja povećava ukupnu vodljivost filma.
Mehaničko svojstvo - poboljšanje aditiva
U mnogim aplikacijama ECF -ovi moraju izdržati mehanički stres, poput savijanja, istezanja ili grebanja. Aditivi poput polimera s velikom fleksibilnošću i žilavošću mogu se koristiti za poboljšanje mehaničkih svojstava filma. Na primjer, elastomerni polimeri mogu se dodati kako bi ECF bio fleksibilniji i otporniji na pucanje pod deformacijom. Uz to, neka anorganska punila, poput nanočestica silicijevog dioksida, mogu poboljšati tvrdoću i otpornost na ogrebotine filma. Ovi aditivi jačaju strukturu filma, sprečavajući oštećenja tijekom rukovanja i u praktičnoj upotrebi.
Stabilnost - Povećavanje aditiva
ECF -ovi su često izloženi različitim okolišnim čimbenicima, poput kisika, vlage i topline, što može s vremenom degradirati njihove performanse. Aditivi koji poboljšavaju stabilnost ključni su kako bi se osigurala dugotrajna pouzdanost filmova. Antioksidanti se mogu dodati kako bi se spriječilo oksidaciju vodljivih materijala, posebno za provodljive filmove temeljene na metalu. Vlaga - aditivi za uklanjanje mogu apsorbirati vodenu paru, štiteći film od štetnih učinaka vlage. Toplinski stabilizatori također se mogu koristiti za sprečavanje toplinske razgradnje filmskih komponenti na povišenim temperaturama.
2. Utjecaj aditiva na električnu vodljivost
Dodavanje vodljivosti - poboljšanja aditiva može imati dubok utjecaj na električne performanse ECF -a. Stanje koncentracije i disperzije ovih aditiva su kritični čimbenici. Kad je koncentracija vodljivih aditiva ispod praga propusta, električna vodljivost filma ostaje relativno niska jer nema dovoljno provodljivih putova. Kako se koncentracija povećava izvan praga perkolacije, utvrđuje se kontinuirana provodljiva mreža, a vodljivost filma značajno se povećava.
Međutim, pretjerano dodavanje vodljivih aditiva također može imati negativne učinke. Na primjer, ako vodljive nanočestice nisu dobro - raspršene u filmskoj matrici, oni mogu aglomerati, što može poremetiti vodljive putove i smanjiti ukupnu vodljivost. Nadalje, visoke koncentracije aditiva mogu utjecati na transparentnost filma, što je ključno svojstvo za aplikacije poput zaslona osjetljivih na dodir. Stoga su pronalaženje optimalne koncentracije i osiguravanje dobre disperzije vodljivih aditiva ključni izazovi u poboljšanju vodljivosti ECF -a.
3. Utjecaj na mehanička svojstva
Kao što je ranije spomenuto, mehaničko svojstvo - Poboljšanje aditiva može transformirati fizičke karakteristike ECF -a. Kada se dodaju elastomerni polimeri kako bi se povećala fleksibilnost, film se može saviti ili istegnuti u većoj mjeri bez gubitka električne vodljivosti. To je posebno važno za fleksibilne elektroničke uređaje, gdje se ECF mora u skladu s različitim oblicima.
S druge strane, anorganska punila mogu poboljšati tvrdoću i otpornost na ogrebotine filma. Na primjer, u aplikacijama za zaslon osjetljiv na dodir, ECF se mora odoljeti ogrebotinama od svakodnevne upotrebe. Nanočestice silika mogu se dodati tako da tvore tvrdi zaštitni sloj na površini filma, sprječavajući ogrebotine i održavajući integritet vodljivog sloja. Međutim, dodavanje previše anorganskih punila može učiniti film krhkim, smanjujući njegovu fleksibilnost i povećavajući rizik od pucanja pod stresom.
4. Učinci na stabilnost
Stabilnost - Povećavanje aditiva igra vitalnu ulogu u osiguravanju dugoročnog učinka ECF -a. Antioksidanti mogu spriječiti oksidaciju vodljivih materijala, što je posebno važno za provodljive filmove temeljene na metalu. Oksidacija može tvoriti izolacijske metalne okside na površini vodljivih čestica, povećavajući otpornost filma. Dodavanjem antioksidanata, proces oksidacije može se usporiti, održavajući električnu vodljivost filma tijekom vremena.
Vlaga - aditivi za uklanjanje mogu apsorbirati vodenu paru, što je korisno za ECF -ove koji su osjetljivi na vlagu. Vlaga može uzrokovati koroziju metalnih komponenti i oteklina polimernih matrica, a obje mogu razgraditi izvedbu filma. Toplina - stabilizatori su također važni za primjene gdje je ECF izložen visokim temperaturama. Oni mogu spriječiti toplinsko raspadanje filmskih komponenti, osiguravajući da film zadržava svoja električna i mehanička svojstva pri povišenim temperaturama.
5. Interakcije između aditiva i drugih filmskih komponenti
Važno je napomenuti da aditivi ne djeluju izolirano, već komuniciraju s drugim komponentama ECF -a. Na primjer, kompatibilnost između provodljivih aditiva i polimerne matrice ključna je za postizanje dobre disperzije. Ako aditiv i matrica nisu kompatibilni, aditiv može aglomerati, što dovodi do loših izvedbi filma.
Prisutnost aditiva također može utjecati na postupak stvrdnjavanja filma. Neki aditivi mogu djelovati kao katalizatori ili inhibitori za reakciju polimerizacije tijekom procesa formiranja filma. Stoga je pažljivo razmatranje ovih interakcija potrebno prilikom formuliranja ECF -a s aditivima.
6. Prijave i povezani zahtjevi za dodatak
Aplikacije za zaslon osjetljive na dodir
U aplikacijama za zaslon osjetljiv na dodir, ECF -ovi moraju imati visoku vodljivost, dobru transparentnost i izvrsnu mehaničku fleksibilnost. Za vodljivost se kao aditivi često koriste ugljikove nanocjevčice ili indij - kositar - oksid (ITO) nanočestice. Da bi se održala transparentnost, aditivi se moraju dobro raspršiti u niskoj koncentraciji. Mehaničko svojstvo - Poboljšanje aditiva također je bitno kako bi se osiguralo da film može izdržati ponovljeni dodir i pritisak bez oštećenja.
Primjene solarnih ćelija
Solarne ćelije zahtijevaju ECF s velikom vodljivošću za učinkovito prikupljanje i transport generiranih nosača naboja. Obično se koriste vodljivost - Povećavanje aditiva, poput grafena ili metalnih nanovova. Uz to, stabilnost - poboljšani aditivi su presudni jer su solarne ćelije izložene sunčevoj svjetlosti, toplini i vlazi tijekom dugih razdoblja. Antioksidanti i vlaga - aditivi za uklanjanje mogu pomoći u zaštiti vodljivog sloja od razgradnje, poboljšavajući ukupnu učinkovitost i životni vijek solarne ćelije.
7. Zaključak i poziv na akciju
Aditivi igraju višestruku ulogu u utjecaju na izvedbu električnih vodljivih filmova. Oni mogu poboljšati vodljivost, poboljšati mehanička svojstva i povećati stabilnost, čineći filmove prikladnijim za širok raspon primjena. Kao vodeći dobavljač električnih vodljivih filmova, imamo veliko iskustvo u formuliranju filmova s različitim aditivima kako bismo zadovoljili raznolike potrebe naših kupaca.
Ako tražite visokokvalitetne električne provodljive filmove s optimiziranim performansama, mi smo tu da vam pružimo najbolja rješenja. Nudimo nizObjavljivanje filma,,Film otporan na hrđu, iFilm protiv starenjaOpcije, koje se sve mogu prilagoditi prema vašim specifičnim zahtjevima. Bilo da se nalazite u zaslonu osjetljivim na dodir, solarne ćelije ili druge elektroničke industrije, naš stručni tim može raditi s vama na razvoju najprikladnijih električnih provodnih filmova za vaše aplikacije. Kontaktirajte nas danas kako biste započeli raspravu o nabavi i istražili kako naši proizvodi mogu poboljšati vaše projekte.
Reference
- SH Lee i sur., "Aditivni - poboljšani vodljivi polimerni kompoziti za fleksibilnu elektroniku", Advanced Materials, vol. 30, ne. 21, 2018.
- X. Zhang i dr., "Učinak aditiva na izvedbu srebrnog nanowire -a koji se temelji na prozirnim filmovima", Nanoscale, vol. 8, ne. 32, 2016.
- L. Wang i sur., "Poboljšanje stabilnosti električnih provodljivih filmova utemeljenih na organskim organima koristeći aditive", Journal of Materials Chemistry C, vol. 6, ne. 18, 2018.