درمورد نانوسیمهای نقره به طور مفصل در مقاله «نانوسیم نقره چیست؟» صحبت کردیم. و به صورت کلی به کاربدهای آن پرداختیم. در این مقاله به صورت جزئی‌تر این کاربردها را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
صفحه نمایش‌های لمسی
نانوسیمهای نقره به دلیل خواص منحصر به فرد الکتریکی و نوری‌شان، در تولید صفحه‌نمایش‌های لمسی کاربرد فراوانی دارند. این نانوسیم‌ها می‌توانند به عنوان رساناهای شفاف عمل کنند، چرا که توانایی انتقال جریان الکتریکی بالایی دارند و در عین حال به اندازه‌ای نازک هستند که تقریباً نامرئی می‌مانند. این خصوصیات باعث میشود که نانوسیمهای نقره برای استفاده در صفحه‌نمایش‌های لمسی که نیازمند شفافیت بالا و عملکرد الکتریکی عالی هستند، ایده‌آل باشند.
کاربردهای اصلی نانوسیمهای نقره در صفحه‌نمایش‌های لمسی عبارتند از:
- رسانایی بالا: آنها می‌توانند جریان الکتریکی را با کمترین مقاومت ممکن انتقال دهند، که این امر به بهبود عملکرد لمسی و کاهش مصرف انرژی کمک میکند.
- شفافیت: به دلیل ضخامت بسیار کم، این نانوسیم‌ها تقریباً نامرئی هستند و امکان تولید صفحه‌نمایش‌هایی با شفافیت بالا را فراهم می‌آورند.
- انعطاف‌پذیری: این مواد انعطاف‌پذیر هستند و می‌توانند در صفحه‌نمایش‌های خمیده یا انعطاف‌پذیر استفاده شوند بدون اینکه عملکردشان تحت تأثیر قرار بگیرد.
- دوام و مقاومت در برابر خوردگی: نانوسیمهای نقره مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند و می‌توانند طول عمر بالایی در محیط‌های مختلف داشته باشند.
- حساسیت لمسی بالا: استفاده از نانوسیمهای نقره می‌تواند حساسیت لمسی صفحه‌نمایش‌ها را بهبود ببخشد، به این معنا که واکنش‌های لمسی دقیق‌تر و سریع‌تری خواهند داشت.
۶. سازگاری با تکنولوژی‌های نمایشگر مختلف: این نانومواد می‌توانند با انواع مختلفی از تکنولوژی‌های نمایشگر، از جمله LCD، OLED و دیگر تکنولوژی‌های نوظهور، سازگار باشند.
به دلیل این خصوصیات، نانوسیمهای نقره به یکی از مهم‌ترین مواد در تولید صفحه‌نمایش‌های لمسی پیشرفته تبدیل شدهاند.
نانوسیم نقره در سلولهای خورشیدی
تا به امروز انواع مختلفی از سلولهای خورشیدی تولید شدهاند که میتوان آنها را به سه نسل تقسیم کرد.
سلولهای خورشیدی نسل اول از سیلیکون کریستالی تشکیل شدهاند اما تولید آنها هزینهبر است و به همین دلیل مواد جایگزین پیشنهاد شدهاند.
در تولید نسل دوم سلولهای خورشیدی از مواد معدنی مانند کادمیوم تلوراید استفاده میشود، هر چند از معایب این سلولها میتوان به سمیت، کمیابی و هزینه بالا اشاره کرد.
سلولهای خورشیدی نسل سوم شامل مواد آلی هستند که انعطاف پذیری خوبی دارند و مقرون به صرفه هستند. از آنجایی که نانوسیمهای نقره، خواص نوری و الکتریکی خوبی دارند؛ میتوان از آنها برای تولید الکترودها در سلولهای خورشیدی نسل سوم استفاده کرد.
مطالعات نشان داده که الکترودهایی که از جنس نانوسیمهای نقره هستند، بازده خوبی در تبدیل انرژی دارند و میتوان آنها را به عنوان الکترودهای شفاف به کار برد.
اساس کار سلولهای خورشیدی بر پایه نانوسیمهای نقره به این صورت است که نور را جذب میکنند که منجر به ایجاد جفت الکترون حفره میشود و الکترود نانوسیم نقره، الکترونها را جمع کرده و به لایههای خارجی منتقل میکند. به این شکل انرژی نور خورشید به جریان الکتریکی تبدیل میشود.
علاوه بر این، ابن ترکیبات مقاومت و پایداری شیمیایی مناسبی دارند. البته هزینه بالا و بازده تبدیل انرژی در سلولهای خورشیدی بر پایه ابن نانومواد از مواردی‌اند که نیاز به تحقیق بیشتر دارند. برای مثال به دست آوردن تعادل بین پایداری مکانیکی، سختی و بازده تبدیل انرژی دشوار است. مثلا در قطرهای کمتر، عملکرد نوری و الکتریکی نانوسیمهای نقره افزایش مییابد اما پایداری آنها کاهش مییابد.
سنسورها
با پیشرفت تکنولوژی، سنسورهایی بر پایه نانوسیمهای نقره برای اندازهگیری جابهجایی، نیرو، رطوبت، صدا، میکروارگانیسمها و … توسعه یافته‌اند. علاوه بر آن، دانشمندان یک کانال انتقال بار طراحی کردند که در آن از گرافن اکسید احیاشده، رشته‌های پنبه و نانوسیمهای نقره استفاده شده و به دلیل حضور این نانومواد انتقال بار سریعتر و راحتتر اتفاق می‌افتد و در نهایت باعث بهبود عملکرد، افزایش حساسیت و پاسخ سریع میشود.
نانوسیمهای نقره به خاطر زیست سازگاری بالایی که دارند، برای استفاده در بیوسنسورهای الکتروشیمیایی و اپتیکی پیشنهاد شدهاند. امروزه، پایش سلامت از راه دور و پزشکی شخصی مورد توجه قرار گرفته است که از این طریق میتوان به تشخیص به موقع و درمان زودهنگام دست یافت.
در بیوسنسورهای الکتروشیمیایی، از آنها برای تولید الکترودها استفاده میشود و تغیرات الکتروشیمیایی در فعالیت مولکولهای زیستی اندازهگیری میشود؛ این بیوسنسورها حساسیت بالایی دارند اما انتخابپذیری نسبتاً پایینی دارند. در بیوسنسورهای نوری نیز، پدیده رزونانس پلاسمون سطحی نانوسیمهای نقره به کار می‌رود و تغیر در فعالیت نوری مولکولهای زیستی مشخص میشود؛ از ویژگیهای بیوسنسورهای نوری میتوان به انتخاب پذیری بالا و حساسیت پایین اشاره کرد.
میتوان از نانوسیمهای نقره در الکترودهای رسانای شفاف استفاده کرد. علاوه بر این، استفاده از ابن نانومواد در سنسورهای الکتروشیمیایی نانوآنزیمی نیز گزارش شده است. در بیوسنسورهای آنزیمی گلوکز و کلسترول نیز میتوان از نانوسیمهای نقره بهره برد.
تکنولوژی (SERS) Surface-enhanced Raman spectroscopy در زمینههای زیادی کاربرد دارد. برای مثال میتوان از آن برای تشخیص گونههای زیستی، مواد شیمیایی صنعتی و علفکشها استفاده کرد. اکثر نانوذرات فلزی مورد استفاده در SERS ، غیرقابل کنترل هستند و در فاز محلول تجمع پیدا میکنند و یا ناپایدار هستند. نانوسیمهای نقره پتانسیل خوبی برای پوشاندن سطح سوبستراهای SERS دارند و باعث گسترش استفاده از SERS می‌شوند.
تهیه تنظیم:
رکسانه شایگان
مهسا سبزی خباز
