Verband tussen plasticiteit van zilvernanodraadfilm en weerstand tegen afschuifbreuken

Een onderzoeksteam onder leiding van Ji Shulin van de Hefei Institutes of Physical Science van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) die het mechanisme van zilveren nanodraadfilms bestudeert, heeft onlangs ontdekt dat hoe beter de plasticiteit van de films, hoe beter ze bestand zijn tegen afschuifbreuk . Resultaten zijn gepubliceerd in Nanotechnologie.

Zilveren nanodraad transparante geleidende films vertonen uitstekende toepassingsvoordelen voor aanraakschermen, sensoren, zonnecellen en filmverwarmers vanwege hun uitstekende geleidbaarheid, optische hoge definitie en goede flexibiliteit. Als een van de belangrijke flexibele elektronische materialen onder extreme mechanische omstandigheden, zijn de eigenschappen van zilveren nanodraadfilms echter onstabiel.

De studie van het breukgedrag van zilveren nanodraden in dunne films onder schuifspanning omvatte schuifproeven, nano-inspringing-experimenten, spanning-rek theoretische simulatie en diepgaande microstructurele analyse. De onderzoekers ontdekten dat door het gebruik van verschillende diameters van nanodraden en filmdiktes om krachten in de films over te dragen, plastische vervorming veroorzaakt door defecte nucleatie en beweging in het spanningsconcentratiegebied zou leiden tot verschillen in nanodraad “insnoering”.

Daarom zou het toevoegen van een ultradunne metalen bufferlaag tussen de zilveren nanodraadfilm en het substraat om de spanning te verspreiden de afschuifbreukweerstand van de films kunnen verbeteren zonder de optische eigenschappen te beïnvloeden, en zou ook de buigstabiliteit van de films kunnen verbeteren.

Naast afschuifbreuk onderzocht het team filmuniformiteit en antikrasweerstand bij herhaald buigen. Ze bereikten een hogere uniformiteit dan indiumtinoxide met een oppervlaktehardheid van 3H over duizenden bochten.