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日本豐橋技科大開發出在高分子樹脂和陶瓷表面粘附碳納米管(CNT)的技術


來源:日經BP社

日本豐橋技術科技大學副教授武藤浩行開發出了利用靜電作用,在高分子樹脂和陶瓷表面粘附碳納米管(CNT)的技術。使用該技術可以在液晶面板的基板表面形成CNT電極,因此,有望成為需要稀有金屬——銦的ITO電極的替代技術。而且,該技術通過在樹脂粒子上粘附CNT之后,再制成各種形狀的樹脂,還能實現厚度方向也具有導電性的透明樹脂材料。

    此次開發的技術分以下幾個流程。首先,把母材——樹脂粒子放入電解質溶液,把CNT放入分散劑,使其分別帶正負相反的電荷。然后,從電解質溶液和分散劑中取出樹脂粒子和CNT,使其在水等溶劑中混合后,在靜電的作用下,CNT會均勻吸附在樹脂粒子表面。最后,只要對樹脂粒子進行成形,就可以制成整體具有導電性的樹脂。就像替代ITO一樣,使大型基板表面與CNT分別帶電,就可以在基板表面形成CNT。

    該技術的特征是即使CNT添加量的重量比只有0.01%,也可以制成具有導電性的材料,而且,通過控制CNT添加量,可以自由改變材料的導電性能。因為CNT的添加量較少,添加的CNT原則上不會導致材料基本特性發生變化。舉例來說,如果是透明樹脂,可以在維持其透明度的同時使其具備導電性;如果是柔性樹脂基板,則可以在保持柔性的同時使其具備導電性。在目前的試制結果中,導電范圍在0.0005~20S/m以內,理論上可以實現CNT的導電性能。因此,通過改變導電性,有望應用于防靜電、電磁波吸收、電極等各種用途。

    而且,該技術無需特殊的混合攪拌裝置,因此減少成本和縮短生產時間的希望較大,適合低成本大量生產。而且可使用材料的范圍廣泛,例如在陶瓷上粘附CNT進行燒結,實現具有導電性的陶瓷材料,在高分子材料上粘附納米材料注射成形等。按照預定,今后將采用更高純度的金屬CNT和金屬納米纖維等作為添加物,開發進一步減少添加量的透明導電性材料。
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