Elektrické vodivé filmy (ECFS) sú rozhodujúcimi komponentmi v širokej škále moderných elektronických zariadení, od dotykových obrazoviek a flexibilných displejov po solárne články a senzory. Tieto filmy ponúkajú schopnosť vykonávať elektrinu pri zachovaní transparentnosti, flexibility alebo iných žiaducich vlastností v závislosti od aplikácie. Ako popredný dodávateľ elektrických vodivých filmov neustále skúmame spôsoby, ako zlepšiť ich výkon, a jednou z najúčinnejších metód je použitie prísad. V tomto blogovom príspevku sa ponoríme do toho, ako prísady ovplyvňujú výkon elektrických vodivých filmov.
1. Typy prísad a ich všeobecné funkcie
Existuje niekoľko typov prísad, ktoré sa bežne používajú v elektrických vodivých filmoch, z ktorých každý má jedinečnú funkciu.
Vodivosť - zvýšenie prísad
Jedným z hlavných cieľov pri práci s ECFS je zlepšenie ich elektrickej vodivosti. Do filmovej matrice sa často začleňujú vodivosť - zvyšujú prísady, ako sú uhlíkové nanotrubice (CNT), grafén a kovové nanočastice. CNT a grafén majú vynikajúcu vnútornú elektrickú vodivosť kvôli svojim jedinečným atómovým štruktúram. Keď sa pridajú do ECF, tvoria vodivé dráhy vo filme, čo umožňuje elektrónom voľnejšie prúdiť. Kovové nanočastice, ako napríklad nanočastice striebra alebo medi, môžu tiež významne zvýšiť vodivosť. Napríklad nanočastice striebra majú vysokú elektrickú vodivosť a môžu byť dobre rozptýlené vo filmovej matrici, čím vytvárajú perkolačnú sieť, ktorá zvyšuje celkovú vodivosť filmu.
Mechanické vlastníctvo - zlepšenie prísad
V mnohých aplikáciách musia ECF odolať mechanickému stresu, ako je ohýbanie, napínanie alebo poškriabanie. Na zlepšenie mechanických vlastností filmu sa môžu použiť prísady, ako sú polyméry s vysokou flexibilitou a húževnatosťou. Napríklad je možné pridať elastomérne polyméry, aby sa ECF stal flexibilnejším a odolnejším voči praskaniu pri deformácii. Niektoré anorganické plnivá, ako napríklad nanočastice oxidu kremičitého, môžu navyše zvýšiť odolnosť filmu tvrdosť a škrabance. Tieto prísady posilňujú štruktúru filmu a zabránia poškodeniu počas manipulácie a praktického používania.
Stabilita - zvýšenie prísad
ECF sú často vystavené rôznym environmentálnym faktorom, ako je kyslík, vlhkosť a teplo, ktoré môžu časom znižovať ich výkon. Dodatky, ktoré zlepšujú stabilitu, sú nevyhnutné na zabezpečenie dlhodobej spoľahlivosti filmov. Môžu sa pridať antioxidanty, aby sa zabránilo oxidácii vodivých materiálov, najmä pre vodivé filmy na báze kovu. Vlhkosť - Scavenging Additíva môže absorbovať vodnú paru a chrániť film pred škodlivými účinkami vlhkosti. Teplo - stabilizátory sa môžu tiež použiť na zabránenie tepelnej degradácie zložiek filmov pri zvýšených teplotách.
2. Vplyv prísad na elektrickú vodivosť
Pridanie vodivosti - zvýšené prísady môže mať hlboký vplyv na elektrický výkon ECFS. Stav koncentrácie a disperzie týchto prísad sú kritickými faktormi. Ak je koncentrácia vodivých prísad pod prahom perkolácie, elektrická vodivosť filmu zostáva relatívne nízka, pretože nie je vytvorená dostatok vodivých ciest. Keď sa koncentrácia zvyšuje nad prahovú hodnotu perkolácie, vytvorí sa nepretržitá vodivosť a vodivosť filmu sa výrazne zvyšuje.
Nadmerné pridávanie vodivých prísad však môže mať aj negatívne účinky. Napríklad, ak vodivé nanočastice nie sú dobre rozptýlené vo filmovej matrici, môžu aglomerát, čo môže narušiť vodivé cesty a znížiť celkovú vodivosť. Vysoké koncentrácie prísad môžu navyše ovplyvniť transparentnosť filmu, čo je rozhodujúcou vlastnosťou pre aplikácie, ako sú dotykové obrazovky. Preto nájdenie optimálnej koncentrácie a zabezpečenie dobrého rozptýlenia vodivých prísad sú kľúčovými výzvami pri zlepšovaní vodivosti ECF.
3. Vplyv na mechanické vlastnosti
Ako už bolo uvedené, mechanické vlastnosti - zlepšenie prísad môže transformovať fyzikálne charakteristiky ECF. Ak sa pridávajú elastomérne polyméry na zvýšenie flexibility, môže byť film ohnutý alebo natiahnutý vo väčšej miere bez straty svojej elektrickej vodivosti. Toto je obzvlášť dôležité pre flexibilné elektronické zariadenia, kde ECF musí zodpovedať rôznym tvarom.
Na druhej strane, anorganické výplne môžu vylepšiť tvrdosť a odolnosť proti škrabaniu. Napríklad v aplikáciách dotykovej obrazovky musí ECF odolať škrabancom pri každodennom používaní. Nanočastice oxidu kremičitého sa môžu pridať, aby sa vytvorila tvrdá - ochranná vrstva na povrchu filmu, zabraňuje škrabancom a udržiava integritu vodivej vrstvy. Pridanie príliš veľa anorganických výplne však môže spôsobiť krehký film, čím sa zníži jeho flexibilita a zvýši riziko praskania v strese.
4. Účinky na stabilitu
Stabilita - Zvyšovanie prísad zohrávajú dôležitú úlohu pri zabezpečovaní dlhodobého výkonu ECFS. Antioxidanty môžu zabrániť oxidácii vodivých materiálov, čo je obzvlášť dôležité pre vodivé filmy na báze kovu. Oxidácia môže tvoriť izolačné oxidy kovov na povrchu vodivých častíc, čím sa zvyšuje odolnosť filmu. Pridaním antioxidantov sa môže oxidačný proces spomaliť, čím sa v priebehu času udržiava elektrická vodivosť filmu.
Vlhkosť - náchylné látky môžu absorbovať vodnú paru, čo je prospešné pre ECF, ktoré sú citlivé na vlhkosť. Vlhkosť môže spôsobiť koróziu kovových komponentov a opuchy polymérnych matíc, ktoré môžu degradovať výkon filmu. Teplo - stabilizátory sú tiež dôležité pre aplikácie, v ktorých je ECF vystavený vysokým teplotám. Môžu zabrániť tepelnému rozkladu filmových komponentov, čím sa zaistí, že film si zachováva svoje elektrické a mechanické vlastnosti pri zvýšených teplotách.
5. Interakcie medzi prísadami a inými filmovými komponentmi
Je dôležité poznamenať, že prísady nekonajú izolovane, ale interagujú s inými zložkami ECF. Napríklad kompatibilita medzi vodivými prísadami a polymérnou matricou je rozhodujúca pre dosiahnutie dobrého disperzie. Ak prísada a matica nie sú kompatibilné, prídavná látka môže aglomerát, čo vedie k zlému výkonu filmu.
Prítomnosť prísad môže tiež ovplyvniť proces vytvrdzovania filmu. Niektoré prísady môžu pôsobiť ako katalyzátory alebo inhibítory pre polymerizačnú reakciu počas procesu formovania filmu. Preto je potrebné starostlivé zváženie týchto interakcií pri formulovaní ECF s prísadami.
6. Aplikácie a súvisiace požiadavky na príslušné požiadavky
Dotykové aplikácie
V dotykových aplikáciách musia mať ECFS vysokú vodivosť, dobrú transparentnosť a vynikajúcu mechanickú flexibilitu. Na vodivosť sa ako prísady často používajú nanotrubice uhlíka alebo indium - cínový oxid (ITO). Na udržanie transparentnosti musia byť prísady dobre - rozptýlené pri nízkej koncentrácii. Mechanické vlastnosti - Zlepšenie prísad je tiež nevyhnutné na zabezpečenie toho, aby film bez poškodenia vydržal opakovaný dotyk a tlak.
Aplikácie solárnych článkov
Solárne články vyžadujú ECF s vysokou vodivosťou na efektívne zhromažďovanie a transport generovaných nosičov náboja. Vodivosť - bežne sa používajú prísady, ako sú grafénové alebo kovové nanočasy. Okrem toho sú prísady stability - zvýšené prísady, pretože solárne články sú vystavené slnečnému žiareniu, tepla a vlhkosti po dlhú dobu. Antioxidanty a prísady na čistenie vlhkosti môžu pomôcť chrániť vodivú vrstvu pred degradáciou, čím sa zlepší celková účinnosť a životnosť solárneho článku.
7. Záver a výzva na konanie
Additívy zohrávajú mnohostrannú úlohu pri ovplyvňovaní výkonnosti elektrických vodivých filmov. Môžu zlepšiť vodivosť, zlepšiť mechanické vlastnosti a zvýšiť stabilitu, vďaka čomu sú filmy vhodnejšie pre širokú škálu aplikácií. Ako popredný dodávateľ elektrických vodivých filmov máme rozsiahle skúsenosti s formuláciou filmov s rôznymi prísadami, aby uspokojili rôzne potreby našich zákazníkov.
Ak hľadáte vysoko kvalitné elektrické vodivé filmy s optimalizovaným výkonom, sme tu, aby sme vám poskytli najlepšie riešenia. Ponúkame radFilmový film,Rezistentný filmaFilmMožnosti, ktoré sa dajú prispôsobiť podľa vašich konkrétnych požiadaviek. Či už ste na dotykovej obrazovke, solárnom článku alebo v iných elektronických odvetviach, náš odborný tím môže s vami spolupracovať na vývoji najvhodnejších elektrických vodivých filmov pre vaše aplikácie. Kontaktujte nás ešte dnes a začnite diskusiu o obstarávaní a preskúmajte, ako naše výrobky môžu vylepšiť vaše projekty.
Odkazy
- SH Lee, a kol., „Aditívne - vylepšené vodivé polymérne kompozity pre flexibilnú elektroniku“, Advanced Materials, zv. 30, nie. 21, 2018.
- X. Zhang, a kol., „Vplyv prísad na výkonnosť priehľadných vodivých filmov založených na striebornom nanowire,“ NanoScale, roč. 8, nie. 32, 2016.
- L. Wang, a kol., „Zlepšenie stability elektrických filmov založených na ekologických vodivosti využívajúcich prísady“, Journal of Materials Chemistry C, roč. 6, nie. 18, 2018.