Yon Règ-Braze, Silikon Kolore Ki Kapab Fè Elektrisite

Yon varyant silikon ki fèk dekouvri se yon semi-kondiktè, chèchè University of Michigan te dekouvri-sipozisyon ki fè konnen klas materyèl la se sèlman izolan.

"Materyèl la louvri opòtinite pou nouvo kalite ekspozisyon panèl plat, fotovoltaik fleksib, detèktè portable oswa menm rad ki ka montre diferan modèl oswa imaj," te di Richard Laine, U-M pwofesè nan syans materyèl ak jeni ak syans makromolekilè ak jeni ak otè korespondan etid la dènyèman pibliye nan Macromolecular Rapid Communications.

Lwil silikon ak kawotchou-polysiloxanes ak silsesquioxanes-se tradisyonèlman materyèl izolasyon, sa vle di yo reziste koule nan elektrisite oswa chalè. Pwopriyete ki reziste dlo-yo fè yo itil nan aparèy byomedikal, sele, kouch elektwonik ak plis ankò.

Pandan se tan, semi-conducteurs konvansyonèl yo tipikman rijid. Semiconducting silicone gen potansyèl pou pèmèt elektwonik fleksib Laine dekri osi byen ke silicone ki vini nan yon varyete koulè.

Nan nivo molekilè, silikon yo fòme ak yon zo rèl do silikon ak atòm oksijèn (Si{0}}O-Si) ak gwoup òganik (ki baze sou kabòn-) ki tache ak Silisyòm nan. Plizyè fòmasyon 3D chèn polymère parèt lè yo konekte youn ak lòt, ke yo rekonèt kòm cross-linking, ki chanje pwopriyete fizik materyèl la tankou fòs oswa solubilite.

Pandan ke li t ap etidye diferan estrikti kwa-nan silikon, ekip rechèch la te bite sou potansyèl konduktiviti elektrik nan yon copolymer, ki se yon chèn polymère ki gen de diferan kalite inite repete -kaj- estriktire ak silikon lineyè nan ka sa a.

Posiblite pou konduktivite a soti nan fason elektwon yo ka deplase atravè lyezon Si-O{-Si ak òbital ki sipèpoze. Semiconductors gen de eta prensipal: eta tè a, ki pa fè elektrisite, ak yon eta kondiktè, ki fè. Eta kondwi a, ke yo rele tou yon eta eksite, rive lè kèk elektwon sote nan pwochen orbital elektwon an, ki konekte atravè materyèl la tankou yon metal.

Tipikman, ang lyezon Si-O{-Si pa pèmèt koneksyon sa a. Nan 110 degre, yo se yon fason lontan soti nan yon liy dwat 180 degre. Men, nan copolymer silicone ekip la te dekouvri, lyezon sa yo te kòmanse soti nan 140 degre nan eta tè a -epi yo detire nan 150 degre nan eta a eksite. Sa a te ase yo kreye yon gran wout pou chaj elektrik koule.

"Sa pèmèt yon entèraksyon inatandi ant elektwon atravè lyezon miltip ki gen ladan lyezon Si-O{-Si nan copolymers sa yo," Laine te di. "Pi long longè chèn nan, se pi fasil pou elektwon yo vwayaje pi long distans, diminye enèji ki nesesè yo absòbe limyè ak Lè sa a, emèt li nan pi ba enèji."

Pwopriyete semi-conducteurs kopolimè silikon yo tou pèmèt spectre koulè li yo. Elektwon yo sote ant tè a ak eta eksite lè yo absòbe ak emèt foton, oswa patikil limyè. Limyè emisyon an depann de longè chèn copolymer, ki ekip Laine ka kontwole. Longè chèn ki pi long vle di pi piti so ak pi ba foton enèji, bay silikone a yon koulè wouj. Chenn ki pi kout mande pou pi gwo so soti nan elektwon yo, kidonk yo emèt pi gwo enèji limyè nan direksyon fen ble a nan spectre la.

Pou demontre koneksyon ki genyen ant longè chèn ak absòpsyon limyè ak emisyon, chèchè yo separe copolymers ak longè chèn diferan epi ranje yo nan tib tès soti nan long rive nan kout. Klere yon limyè UV sou tib yo kreye yon lakansyèl konplè kòm chak absòbe ak emèt limyè a nan diferan enèji.

Etalaj la kolore ki baze sou longè chèn copolymer se patikilyèman inik paske jiska pwen sa a, silikon yo te sèlman konnen yo dwe transparan oswa blan paske pwopriyete izolasyon yo fè yo kapab absòbe anpil limyè.

Zijing (Jackie) Zhang, U-M etidyan doktora nan syans materyèl ak jeni ak otè prensipal etid la di, "Nou ap pran yon materyèl tout moun te panse se te elektrik inert epi bay li yon nouvo lavi-yon sèl ki ta ka alimante pwochen jenerasyon elektwonik mou, fleksib.