透明性好无害的塑料（导电性也更好了）

透明性好无害的塑料（导电性也更好了）方法的关键在于选择合适的介电层，然后计算出介电层的适宜厚度，以抑制薄金属层的反射作用。一般来说，塑料与金属之间的材料应该具有较高的折射率，而靠近显示器或光源的材料的折射率应较低。基于理论结果，Ji等认为其他研究人员也能设计出类似的三明治式柔性高透明度导体。Liu说：“我们的成果告诉人们，介电层-金属-介电层导体究竟能达到怎样的透明度，以及逐步达到高透光率的方法。”塑料的透光率略低于玻璃，涂覆防反射涂层可以提高前者的透光度。因此，Guo和访问学者、南京理工大学研究人员Dong Liu认为，他们可以制造出一种导电防反射涂层来改进塑料的性能。论文第一作者、2019年获得密歇根大学电气与计算机工程学博士学位的Chengang Ji说：“导体的透光率低于基底材料，这是情理之中的事情，但我们认为这是可以改变的。”Ji等选择氧化铝和氧化锌作为介电材料。在最靠近光源的一层，是反射光少于塑料表面的氧化铝层。

涂覆介电层-金属层-介电层（DMD）的透明基底（a）；裸基底（b）。

《自然通讯》7月6日报道，美国密歇根大学的研究人员改进了导电塑料配方，通过构建三层防反射表面，使电导率和透明度达到最佳平衡：导电金属层夹在两种“介电”材料之间，使光可以轻易通过。介电材料同时减少了塑料层和金属层的反射。

项目负责人、密歇根大学电子工程与计算机科学教授Jay Guo说：“我们找到了一种方法，使涂层具备了高透明度、高导电性和良好相容性等优点。”

在此之前，Guo的团队已经证实，在塑料层上附加一层极薄的银，能够赋予其导电性，银薄层本身还能减少大约10%的光透射。

塑料的透光率略低于玻璃，涂覆防反射涂层可以提高前者的透光度。因此，Guo和访问学者、南京理工大学研究人员Dong Liu认为，他们可以制造出一种导电防反射涂层来改进塑料的性能。

论文第一作者、2019年获得密歇根大学电气与计算机工程学博士学位的Chengang Ji说：“导体的透光率低于基底材料，这是情理之中的事情，但我们认为这是可以改变的。”

Ji等选择氧化铝和氧化锌作为介电材料。在最靠近光源的一层，是反射光少于塑料表面的氧化铝层。接着光进入银和少量铜组成的纳米金属层（6.5纳米），最后在氧化锌层的引导下进入塑料表面。虽然部分光仍然会在塑料-空气界面被反射回来，但总体的透光率（88.4%）已优于纯塑料的透光率（88.1%）。

基于理论结果，Ji等认为其他研究人员也能设计出类似的三明治式柔性高透明度导体。Liu说：“我们的成果告诉人们，介电层-金属-介电层导体究竟能达到怎样的透明度，以及逐步达到高透光率的方法。”

方法的关键在于选择合适的介电层，然后计算出介电层的适宜厚度，以抑制薄金属层的反射作用。一般来说，塑料与金属之间的材料应该具有较高的折射率，而靠近显示器或光源的材料的折射率应较低。

Guo正在继续推动这项技术的发展。他与合作方正在尝试将太阳能电池中的透明导体用于智能窗户。它们可以吸收红外光并将其转化为电能，同时留下可见光照亮房间。他还提出，可以用这类材料制造能融化冰雪的交互式显示器和汽车挡风玻璃。

编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：程建兰

期刊来源：《自然通讯》

期刊编号：2041-1723

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200706140903.htm

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