氧化銦錫塗佈纖維素可製作導電紙
- 上線日期：2009/5/15 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國科學家最近研發出一種利用層層(layer-by-layer, LBL)組裝方式製作導電紙的新方法，此技術是讓導電的氧化銦錫(indium tin oxide, ITO)奈米粒子與聚苯乙烯磺酸鈉(poly(sodium styrenesulfonate))一層層交替組裝在纖維素(cellulose)上，塗佈過的纖維可透過傳統造紙方式製作成導電紙。塗佈十個雙層(bilayer)的纖維製成的導電紙，平面方向(in-plane)的直流導電率可達5.2×10-6S/cm，與未處理的紙張相比，提升了超過六個數量級。
層層組裝是一種簡單、用途又廣的方法，它利用的是帶異性電荷的材料間產生的靜電吸引力，常用來在各式基材上製作薄膜結構。不過，科學家從未研究過導電奈米粒子間的相互連接與系統的導電性，直到最近，才由喬治亞理工學院的研究人員利用層層組裝方式，示範了ITO奈米粒子塗佈纖維素的簡單製程。為了產生導電通路並得到較佳的粒子連結，研究人員採用無鹽類電解質的條件，希望能盡量讓聚電解質中間層變薄。
研究人員利用阻抗頻譜法(impedance spectroscopy)，測量頻率介於0.01到1 MHz之間，導電紙在平面方向及及厚度方向的導電率。結果發現紙類的非等向性結構造成上述兩種方向有不同的導電性，不管組裝多少層，平面方向的導電率皆比厚度方向高兩個數量級以上。
研究人員也以電流式原子力顯微影像(current atomic force microscopy, I-AFM)同時評估導電紙的微結構及電性，當AFM探針掃描到底下加了偏壓的纖維素上方時，會偵測到可觀的電流，轉換成影像後便可了解ITO塗佈纖維素的型態。I-AFM影像顯示最大電流出現在ITO粒子塗佈在紙面且在平面及厚度方向都產生連結的地區。
由於層層組裝法用途廣泛，此技術具有各種工業應用的潛力，例如製備太陽電池的彈性電極、攜帶式顯示器之彈性ITO薄膜，以及其他可撓式電子裝置。詳見Nanotechnology 19, p.505603 (2008)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/38561
譯者:呂晃志(逢甲大學奈米科技研究中心)
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