纳米银透明导电膜是一种新型的透明电磁屏蔽材料,具有不同的透光率、导电性和电磁屏蔽效能。这种薄膜主要由银纳米线(Ag NWs)组成,通过特殊工艺将其均匀涂覆在透明基底上,形成导电网络。这使得它在光电设备、电子设备和医疗设备中具有广阔的应用前景。纳米银透明导电膜的具体屏蔽效能如下:
1.透光率与电磁信息屏蔽系统效能
高透过率:纳米银透明导电膜的一个显著特点是透过率高。实验表明,这种薄膜的可见光透过率可超过90%。当透过率为91.3%时,平均屏蔽效率为28 dB,增加银纳米线浓度后,屏蔽效率可达31.3dB,透过率仍保持在86.8%。
电磁屏蔽效能:该导电膜具有优异的电磁屏蔽性能,最高屏蔽效能可达31.3dB,这与其他透明电磁屏蔽材料相比具有明显的优势。例如,基于Ti3C2Tx MXene和银纳米线的透明导电膜在X波段显示出32 dB的有效EMI屏蔽效率。
2. 导电性能
方阻:方阻是衡量导电膜性能的一个重要指标。Ag NW/PDDA(聚二烯丙基二甲基氯化铵)复合薄膜的方阻可达22Ωsq-1,而在其透过率为95.5%时,品质因数达到433。这些数据比目前广泛使用的氧化铟锡(ITO)薄膜更优异。
导电网络:银纳米线形成的导电网络对薄膜的导电性能至关重要。通过优化纳米银线的分散液及其喷涂工艺,可以有效降低方阻,并提升整体导电性能。
3. 稳定性与耐久性
环境稳定性:在65%的相对湿度环境下放置35天后,Ag NW/PDDA复合薄膜的电性能和透过率均未发生显著变化。这表明该材料在高湿度环境中具有良好的稳定性。
机械稳定性:由于基于长径比大的银纳米线,薄膜在柔性基底上表现出良好的机械稳定性和附着力,可以在弯曲或折叠的应用中使用而不损害其性能。
4. 制备工艺与优化
制备方法: 采用一种简单、可扩展的溶液处理工艺,研究小组利用空气等离子体和喷涂技术,用银纳米线和 MXene 混合导电网络涂覆聚碳酸酯薄膜。本发明不仅提高了生产效率,而且提高了薄膜的整体性能。
后处理:为了进一步提高导电性,通常需要进行后处理以降低接触电阻。例如,通过热压技术将银纳米线和MXene嵌入到聚乙烯醇(PVA)薄膜中,从而提高了界面附着力和导电性。
5. 应用场景与前景
国防和科研: 在国防和科研等需要高电磁屏蔽的领域,纳米银透明导电薄膜可以用来保护敏感设备,防止信息泄露。
电子和显示器: 由于其高透光率和良好的电导率,这种薄膜广泛应用于触摸屏、有机发光二极管显示器和薄膜太阳能电池及其他光电子设备。
医疗技术设备与航天工程装备:其在医疗服务设备和航天企业设备上的应用也显示出一个巨大的潜力,如可用于信息透明电磁屏蔽窗户和传感器等部件。
纳米银透明导电薄膜具有高透光率、优异的电磁屏蔽效应、优异的导电性和稳定的耐久性,在现代科学技术中具有广阔的应用前景。今后,其制备工艺的进一步优化和应用范围的扩大,有望促进各种高性能光电设备的发展。