Only Perception: 塑膠奈米纖維：自我組裝、高導電性

2012-04-24

塑膠奈米纖維：自我組裝、高導電性

Self-assembling highly conductive plastic nanofibers
http://phys.org/news/2012-04-self-assembling-highly-plastic-nanofibers.html

April 23, 2012

由 Nicolas Giuseppone 與 Bernard Doudin 領軍的法國國家科學研究中心（CNRS）以及 Strasbourg 大學，在製造高傳導性塑膠纖維上獲致成功，那些纖維的厚度只有幾奈米。這些奈米導線（CNRS 已申請專利）被閃光觸發時能夠「自我組裝」。

不像奈米碳管，這些塑膠奈米纖維在處理時價格低且容易，它們結合了二種目前用來傳導電流的材料的優勢：金屬與塑膠有機聚合物。事實上，它們優異的電性與那些金屬類似。此外，它們質輕且像塑膠般具有彈性，為 21 世紀電子學所面臨的最重要挑戰之一開啟了新的可能性：將元件微型化至奈米尺度。這項研究將於 2012 年 4 月 22 日發表在 Nature Chemistry 的網站上。下一步將是證明這些纖維能在產業上被整合到電子裝置中，例如可撓式螢幕、太陽能電池等。

在 2010 年所發表的先前研究（Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6974-78）中， Giuseppone 等人在獲取奈米導線上首度獲致成功。為了達成這項功績，他們在化學上修飾了「三芳胺（triarylamines）」，這種合成分子在業界的 Xerox 光複製流程中已經用了幾十年。令他們感到相當驚訝的是（他們在光與溶液中觀察），他們的新分子自發性地以整齊方式堆疊，形成微小的纖維。這些導線（只有幾百奈米長）是由數千個分子所組成的「超分子（supramolecular）」所構成。

在與 Doudin 團隊的合作下，這些研究者接著仔細研究這些奈米纖維的電氣特性。這次，他們將他們的分子與相間 100 奈米的、由金電極所構成的電子微電路接觸。他們接著在這些電極間施加一電場。

他們第一項重要發現是，當受到閃光觸發時，這些纖維獨自在電極間自我組裝。第二項驚人的結果是，這些像塑膠般質輕且有彈性的結構，經證明具有傳輸驚人電流密度，超過 2 x 10^6（A/cm^2），的能力，與銅線相當。此外，它們與金屬的界面電阻非常低：比那些最佳的有機聚合物還要低 10,000 倍。

現在，這些研究者希望證明他們的纖維能被業界用於微型化電子裝置中，例如彈性螢幕、太陽能電池、電晶體、列印式奈米電路等等。

※ 相關報導：

＊ Light-triggered self-construction of supramolecular organic nanowires as metallic interconnects
http://dx.doi.org/10.1038/nchem.1332

Vina Faramarzi, Frederic Niess, Emilie Moulin,
Mounir Maaloum, Jean-Francois Dayen, Jean-Baptiste Beaufrand,
Silvia Zanettini, Bernard Doudin, Nicolas Giuseppone
Nature Chemistry (2012)
doi: 10.1038/nchem.1332