鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2023年07月06日
超薄電子膜提升6倍電池存儲容量
使聚合物形成的糖與石油制成的大分子相互結合,就可以設計超薄電子薄膜,這種薄膜具有很多性能,可用于許多領域。發新的化合技術,使聚合物形成的糖與石油制成的大分子相互結合,就可以設計超薄薄膜,這種薄膜可以自行組織,具有5納米的分辨率。這就開辟了新的前景,可以提高硬盤的容量和微處理器的速度。這項成果源自一項法美合作,牽頭的是植物大分子研究中心(CentredeRecherchessurlesMacromoléculesVégétales),屬于法國國家科學研究中心(CNRS),這項研究已有兩項專利申請。論文發表在美國化學學會(ACS)《納米》(Nano)雜志上。這種新型薄膜是基于混合共聚物,會帶來眾多應用,用于柔性電子產品,這些領域很廣,包括光刻、生物傳感器和太陽能電池。
原子力顯微鏡圖像顯示,含糖聚合物(glycopolymer)經納米組織化,轉化為糖缸(sugarcylinders),這是在含硅聚苯乙烯矩陣(polystyrenematrix)中發生的。來源:法國國家科學研究中心在設計新一代微處理器之前,光刻技術還要進化,這種技術用于印刷電子電路,是必不可少的。
到現在為止,這種薄膜用于電子電路,它的設計一直是采用合成聚合物,這完全出現于石油。然而,這些薄膜有局限性:它的最低結構分辨率大約是20納米,不能再縮小尺度,就是結合石油衍生聚合物也不行。這個限度一直是一個重要障礙,妨礙開發新一代超高分辨率的柔性電子設備。
為何會有這樣的限度呢?這是因為兩種聚合物不相容,這兩種聚合物都出現于石油。出于這個原因,研究小組在國家科學研究中心高級研究員萊都恩斯波薩利(RedouaneBorsali)領導下,在植物大分子研究中心采用了一種混合材料:這種新型薄膜結合糖基聚合物與石油衍生聚合物(含硅聚苯乙烯),具有很多不同的物理/化學特性。
這種共聚物出現于高度不相容的基本材料,類似于把小水泡連接到石油泡沫。研究人員已證明,這種類型的結構可以自行組織,形成糖缸,在石油為基礎的聚合物晶格內,每個結構有5納米大小,遠遠小于聚物的可分辨尺度,聚物只包含石油衍生產物。此外,這種新一代材料的制備,可采用豐富、可再生和可生物降解的資源:就是糖。
實現這樣的性能,就可以考慮大量用于柔性電子產品:縮小光刻電路,使信息存儲容量新增六倍(閃存,也就是USB密鑰,不再局限于1太比特的數據,而是達到6太比特),增強光伏電池和生物傳感器的性能等。研究人員正在尋求改進,控制這些納米-糖薄膜的大型組織化,而且設計不同的自組織結構。更多信息:《寡糖/含硅塊狀共聚物具有5納米特點可用于光刻》(Oligosaccharide/Silicon-ContainingBlockCopolymerswith5nmFeaturesforLithographicApplications)。ACS《納米》,2012年四月二十四日。
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