中國科學技術大學俞書宏教授和深圳大學何傳新教授課題組在傳統的多元醇液相合成法的基礎上進行改進，采用急速冷卻的辦法，成功實現了直徑20-80nm銀納米線的宏量制備并用其制備了高性能柔性透明導電薄膜。
隨著5G時代的到來，人們對柔性電子產品和人機交互終端的需求越來越迫切。而ITO因為其材料易折斷、高阻值等特點，難以應用于柔性屏和大尺寸觸控屏上。所以ITO需要其他柔性導電材料替代者。放眼目前的新材料領域，具備替代ITO方案的有銀納米線、石墨烯、金屬網格、導電高分子等柔性導電材料。然而金屬網格受限于印刷制作的工藝水平，其所制得的觸控感測器圖樣的金屬線寬較粗，通常大于5 μm，這樣會導致在高像素下莫瑞干涉波紋非常明顯。石墨烯則受限于材料生產，高質量的石墨烯生產成本太過昂貴。導電高分子制備的導電膜的導電性差，而且光學性能滿足不了觸控屏的工業要求。
銀納米線因其優良的導電性、透光性、彎折性能和生產成本低等特點，被譽為最適合作為ITO材料的替代者。作為一種長度在微米尺度、直徑在納米尺度的一維金屬材料，銀納米線的尺寸大小，對用其制備的柔性導電薄膜的光學、電學性能具有決定性的影響。一般來說，銀納米線的長度越長、直徑越小，其透光率越高、霧度越低、電阻越小。然而，銀納米線的尺寸調控一直是科學家們難以解決的難題。
圖1左上：直徑20nm銀納米線的TEM照片；右上：銀納米線柔性透明導電薄膜照片；左下：銀納米線柔性智能調光膜在通電和斷電條件下分別顯示出透明和非透明狀態；右下：銀納米線柔性智能調光膜的組裝示意圖。
俞書宏教授和何傳新教授課題組在傳統的多元醇液相合成法的基礎上進行改進，采用急速冷卻的辦法，成功實現了直徑20-80 nm銀納米線的宏量制備（圖1）。并采用微孔濾膜過濾的辦法提純銀納米線，顯著提高了銀納米的純度，為下一步制備高性能銀納米線柔性透明導電膜打下了堅實的基礎。將提純后的銀納米線配置成銀納米線涂布液，采用roll-to-roll（卷對卷）的方法進行涂膜，烘干后即可得到銀納米線柔性透明導電膜。采用直徑20 nm的銀納米線進行涂布最終得到方阻為~30Ω/sq，透光率94%、霧度<1.0%的銀納米線柔性透明導電膜，其光學性能和電學性能可以與傳統的ITO膜相媲美，甚至在有些參數上還優于ITO。此外，這種薄膜具有優異的抗彎性能，彎曲10000次后僅發生6Ω/sq的變化。將銀納米線薄膜與液晶相結合成功制備出可任意彎曲裁剪的智能調光膜，以滿足不同場合的需要。在此基礎上，未來有望制造出更靈活的電子器件、傳感器和可穿戴電子產品。
該成果以“Regulating Silver Nanowire Size Enables Efficient Photoelectric Conversion”為題，最新在線發表于Science China Chemistry上（doi:10.1007/s11426-020-9769-7）。
原文鏈接：http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCC/doi/10.1007/s11426-020-9769-7?slug=fulltext
