可望應用於感測器之超薄CNF薄膜

 

刊登日期:2019/6/13
  • 字級

東京理科大學於日前發表開發了一項可製作出平坦且超薄之纖維素奈米纖維(CNF)薄膜的方法,由於CNF具有生物降解性,隨著物聯網(IoT)社會的到來,CNF薄膜的開發將可望有助於解決薄膜感測器的廢棄問題。

CNF原料採用了中越紙漿工業以水中對向衝突法(Aqueous Counter Collision;ACC)所開發的CNF,並以濃度1%的CNF水溶液噴霧於加熱至150°C的平坦基板上,再利用獨家開發的治具將CNF薄膜從基板剝離。所需時間30分鐘,與流延製膜法(Casting Film)相比,製作時間大幅縮短。

薄膜大小約為10X10 cm,膜厚則可以μm為單位予以調整,最薄可達1.4μm,厚度是既有製法的10分之1。此外,尚具有優異的光學特性,從紫外光區到紅外光區(波長250~2200nm)的光透過性在80%以上。

此外,研究團隊以玻璃、聚醯亞胺(PI)、藍寶石單結晶的平坦基板進行實驗後可知,CNF薄膜的平坦性取決於基板的平坦性。以最平坦的藍寶石結晶而言,表示表面粗糙度的均方根值(Root Mean Square roughness)為0.15nm,CNF薄膜則為1.7nm,相較於玻璃的2.4nm及聚醯亞胺(PI)的2.1nm都要來得小。

為了探尋CNF在感測器裝置的應用可能性,研究團隊將pattern狀金薄膜的指叉式電極(Interdigital Electrodes)進行真空氣相沉積,確認其具有電氣特性。另以單層奈米碳管架橋後照射光線後,進一步發現產生了激磁電流(Exciting Current)。

經各項實驗結果可知,以新方法製作出來的CNF薄膜可望適用於由積層薄膜形成之穿戴式裝置的感測器,今後研究團隊也將朝向大面積化展開剝離方法的改良,以及卷對卷方式製作方法等的開發。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
分享