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「科技创享汇」:折叠屏幕市场下,纳米银线是怎样炼成的?

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4月1日,由苏州工业园区科技和信息化局主办的“科技创享汇”如期举行。此次,特别邀请了苏州诺菲纳米科技有限公司创始人、董事长潘克菲博士,为大家做纳米材料方面的精彩讲座。

 

 

 

现场,潘克菲博士带来题为“纳米银线是怎样炼成的”的分享。他详细介绍何为纳米银线、纳米银线是怎么制备的、纳米银线生长制约因素,同时指出纳米银线的广泛应用。据潘博士介绍,纳米银线,即为一种横向最大限度为100nm(1*10~7m,等同于头发丝的千分之一),纵向没有限制,长径比>100的一维结构,可分散到水,乙醇等不同的溶剂中。

潘克菲,美国普林斯顿化学工程博士,国家级人才计划获得者。2012年落户苏州工业园区并获评园区领军人才,现任苏州诺菲纳米科技有限公司董事长。潘克菲拥有逾十五年的纳米薄膜研究和工业生产经验,曾担任美国通用电气(General Electric)公司全球研发中心的研发工程师、美国优达奇能源公司首席科学家、美国nanosolar太阳能公司的研发总监,着有太阳能电池、OLED设备和薄膜储能电池技术领域的十多项国际专利技术。其创办的诺菲纳米科技有限公司,致力开发纳米级新材料,并在新能源和触摸屏领域广泛应用。

 

 

 

纳米银线会随着横向和纵向尺度的不同,呈现出不同的颜色变化,如果线径越细,溶液在 400~450nm波长的吸收越强,呈现出的黄绿色会越明显。当线径粗、长度短、颗粒大时,水溶液呈土黄色;线径细,长度长时,又会呈墨绿色。

 

纳米银线生长过程四步走

首先,需要引入卤素离子。在预加热阶段,卤素离子与Ag离子形成解的微小颗粒,从而起到固定银原,降低反应初始阶段游离银离子浓度的作用。

其次,将游离的银离子还原成银原子。随着温度的提高,溶液中的银离子在还原剂的作用下逐渐还原成银原子。

紧接着,形成五重孪。被还原出的银原子会自发的生成团簇(1-5 nm)并在微小颗粒表面形成五重孪晶。

最后,萌芽生长。这些五重孪晶会逐渐萌芽生长形成银棒,并且在表面保护剂的作用下持续生长成银线。

潘克菲博士指出,纳米银作为一维导电材料,其具有的高导电、低阻抗的特性,可用到5G天线材料当中,可提升网速、提高传输数据速率。纳米银线生长受卤素、控制表面保护剂的剂量、温度的把控因素制约,这些影响因素间互相制约、相辅相成,找到之间的平衡点一直是合成高长径比需要突破的壁垒。

据了解,Display Supply Chain Consultants (DSCC) 和IHS Markit在2018年九月的报告中首次发布折叠屏幕市场暴风成长的预告, 纳米银是柔性触控的重要材料。

当前,三星、苹果、华为、vivo等可折叠手机专利近期纷纷曝光,都准备抢先发布可折叠式智能手机,三星预期2019年量产100万部可折叠柔性oled屏,2020年可折叠智能手机达近亿部。未来柔性高硬导电膜材市场年近225亿元规模。

 

 

 

此外,纳米银导电膜下游应用领域十分广泛,教育白板,会议平板,商显市场和柔性触控正在爆发,调光玻璃、透明显示、车载触控等领域空间巨大。

2011年开始创业的硅谷车库时代到现在园区一厂二厂的规模量产,诺菲纳米一直致力于纳米银线材料的基础性原创开发与生产,从纳米银线材料的合成与提纯、涂布墨水的配制,到膜材的涂布,全部由团队自主完成,新产线中近一半的设备也实现了自主设计完成。从前端的材料到后端的各个领域的应用,都提前做好了专利方面的布局,并拥有目前国内纳米银线领域最大专利库。

纳米银线虽小,但诺菲纳米的事业版图却画得很大。在全球化的竞争格局中,诺菲纳米扮演的是行业颠覆者的角色。如今,诺菲纳米的显示屏被应用在美国所有特斯拉门店、韩国三星专卖店、法国高速列车自主买票系统等场景,并拥有惠普、英特尔、鸿合、视源 65-86等重要客户。

“在战略布局方面,诺菲纳米近两三年内将重点着眼于折叠屏、5G传输材质应用。这些场景必须要有一个可持续的、能够不断创新而且是低成本的材料解决方案,纳米银线有很大的发挥空间。”潘博士指出。

 

 

 

作为助推园区科技创新发展的一线实践者,园区科信局每周都会进行这样的业务“充电”。自2016年起,科信局每周开展一场“科技创享汇”活动,鼓励科技条线全体员工主动学习,“不断掌握新知识新技能,做到在创新发展中不落伍不掉队”,扎实践行《园区工作人员行为导则》。