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Nature Communication∣用于光电应用的高效仿生网络

Nature Communication∣用于光电应用的高效仿生网络 iSynFox
2023-03-01
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导读:现代光电子学需要开发具有高光学透明度、导电性机械强度和灵活性的新材料。最近的进展采用了金属微线和纳米线的网格,但所产生的材料复合材料的整体性能仍然不令人满意。

“Nature Communication∣用于光电应用的高效仿生网络”


文献信息:

         

Bing Han, Yuanlin Huang, Ruopeng Li, Qiang Peng, Junyi Luo, Ke Pei, Andrzej Herczynski, Krzysztof Kempa, Zhifeng Ren, Jinwei Gao.Bio-inspired networks for optoelectronic applications.


https://doi.org/10.1038/ncomms6674


Nature Communication   影响因子:17.694





背景介绍



现代光电子学需要开发具有高光学透明度导电性机械强度和灵活性新材料最近的进展采用了金属微线和纳米线的网格,但所产生的材料复合材料的整体性能仍然不令人满意。
在这项工作中,作者提出了一个新的策略:通过进化获取完善的自然支架。
在此背景下,作者研究了两种仿生网络,用于两种特定的光电应用。第一个网络用于太阳能电池,直接采取来自化学提取的叶脉系统。第二个网络用于触摸屏和柔性显示器,是通过将蜘蛛的丝网金属化而获得的。
作者证明了这些网络中的每一个点都达到了特殊的光感电性和机械性能,为其更高效的光电器件的发展提供了一个很有前途的方向。





图文解读




图1 叶脉(Leaf venation,LV)网络的形态及提取


(a, b)叶片及其叶脉网络的光学(a)和SEM图像(b)。
(c)叶脉网络制造方法的示意图。



图2 丝蛛网(silk spider web, SSW)形态和获取


(a)制造工艺示意图。
(b)网络中一小块区域的高分辨率扫描电镜图像。
(c)网络中单根光纤的高分辨率扫描电镜图像。
(d-f)SSW网络的一层、两层和四层的扫描电镜图像。




图3 LV和SSW网络的光电性能


(a)在550 nm波长下,与其他网络和ITO(约150 nm)的比较。
(b)SSW网络和标准的150nm厚ITO薄膜的透射率与辐射波长。
(c,d)分别为LV、SSW (1)、SSW (2)和SSW (4)网络的网络光学透明度的演示。SSW (1)、SSW (2)和SSW (4)分别表示具有一层、两层和四层的SSW网络薄膜。
(c - f)中的比例尺为1 cm。




图4 SSW的弹性特性和LV网络的复制


(a)SSW网络片电阻(拉伸释放后)与应变。、插图显示了在8个拉伸脉冲序列作用下的网络阻力的时间演化:50%应变(前6个脉冲),100%应变(后2个脉冲)。
(b)SSW片网络阻力与重复弹性弯曲事件(180,1 mm半径)。插图:主曲线的放大片段显示了完全可重复的片状电阻振荡,即使在超过1000个弯曲事件之后。
(c)LV网络的滚筒打印示意图。
(d)LV网络的光刻印刷示意图。
(e)LV网络的银墨打印。
(f)LV网络的接触光刻技术。
(e和f)的比例尺分别为1 cm和500 mm




文章链接 :

https://doi.org/10.1038/ncomms6674

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