2024年7月23日-CM風(fēng)險(xiǎn)投資團(tuán)隊(duì) 中國的一家初創(chuàng)企業(yè)開發(fā)出了一種無毒的透明觸摸屏替代品。這種納米薄膜還能提高太陽能電池板的性能。
如果您正在閱讀這篇文章，您的手指很可能接觸到了涂有ITO（氧化銦錫）的導(dǎo)電玻璃屏幕。
玻璃本身并不導(dǎo)電。當(dāng)你的手指觸摸經(jīng)過ITO后處理的屏幕時(shí)，電場(chǎng)會(huì)發(fā)生變化，從而讓手機(jī)芯片探測(cè)你手指的位置。導(dǎo)電層會(huì)感知您的觸摸，讓智能手機(jī)識(shí)別您正在激活的手機(jī)應(yīng)用程序或功能。
導(dǎo)電性使我們所有的技術(shù)都能發(fā)揮作用--對(duì)于金屬材料來說，這很直觀。然而，要讓玻璃或塑料等透明材料導(dǎo)電卻極具挑戰(zhàn)性。
目前，觸摸屏技術(shù)的市場(chǎng)選擇包括ITO、納米銀和金屬網(wǎng)。這些制造技術(shù)要么復(fù)雜（多層），要么有可見的納米導(dǎo)線，要么有毒，要么生產(chǎn)成本非常昂貴。這些產(chǎn)品的透明度指數(shù)有從88%到91%不等，其中ITO的透明度指數(shù)最低。iPhone的玻璃透明度指數(shù)為88%。
首先，ITO是一種有毒化學(xué)物質(zhì)。對(duì)動(dòng)物的研究表明，攝入氧化銦錫會(huì)中毒，對(duì)腎臟、肺部和心臟有負(fù)面影響。一種名為“銦肺病”的新職業(yè)危害已被確認(rèn)。第一例患者是一名從事ITO濕表面研磨的工人，他患有間質(zhì)性肺炎，肺部充滿了ITO顆粒。
中國的一家初創(chuàng)公司開發(fā)出了無毒透明觸摸屏的替代品：在兩層納米薄的基底（如塑料）之間形成一層納米薄的銀。它無毒、表面電阻低（比ITO低十倍以上）、透光率超高、霧度低、柔韌性高，而且應(yīng)用范圍廣泛。由于銀的厚度只有幾納米，其透明度指數(shù)達(dá)到了驚人的91%。事實(shí)上，它的透明度非常高，很難看到這種材料。
除了觸摸屏之外，通過金屬物理氣相沉積（PVD）技術(shù)制成的高透明納米薄膜的不同配方還可以提高太陽能電池板的效率，增強(qiáng)顯示屏的性能，并通過阻擋紅外線提高建筑物和汽車的能效。
著名納米技術(shù)專家、密歇根大學(xué)的郭凌杰教授利用北京協(xié)同創(chuàng)新研究院的基金進(jìn)一步研究開發(fā)了這一突破性材料，并在密歇根大學(xué)和北京協(xié)同創(chuàng)新研究院（BICI）的孵化一家創(chuàng)新企業(yè)。郭教授為共濺射靶材開發(fā)了一種多元素合金配方，并開發(fā)了一種濺射工藝（一種在基底上沉積薄膜的方法），避免了PVD銀沉積工藝中常見的島狀分散結(jié)構(gòu)，制備出清晰、穩(wěn)定、光滑的薄膜。郭教授已在Science Advance、Nature Communications、Advanced Materials等國際頂級(jí)期刊上發(fā)表了這一研究成果。
總部位于北京的納米導(dǎo)電材料公司Zenithnano獲得了密歇根大學(xué)的技術(shù)許可。當(dāng)CM Venture Capital的創(chuàng)始人Patrick Berbon博士和周敏博士在2019年看到一個(gè)中型試驗(yàn)的樣品時(shí)，他們留下了深刻的印象。遨問創(chuàng)投作為唯一投資者，向這家初創(chuàng)企業(yè)投資了3000萬人民幣（約合500萬美元）的種子基金，以進(jìn)一步推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。在此之前，他們已經(jīng)見過數(shù)十家ITO替代領(lǐng)域的初創(chuàng)公司，并立即意識(shí)到Zenithnano的材料解決方案是多么獨(dú)特和優(yōu)雅。CM Venture的這筆唯一種子投資開啟了公司的商業(yè)化之旅。
郭教授拿著從弗勞恩霍夫公司生產(chǎn)的100米長的卷軸上剪下來的A4大小的樣片（樣片高度透明，必須仔細(xì)觀察才能看到）。
如今，這種材料在Zenithnano位于中國廣州的19,700平方米的工廠生產(chǎn)。這種透明、柔韌的導(dǎo)電納米材料由世界上最先進(jìn)的卷對(duì)卷磁控濺射生產(chǎn)線制成，用途廣泛。與納米銀和金屬網(wǎng)相比，Zenithnano導(dǎo)電薄膜的卷對(duì)卷生產(chǎn)工藝更簡單，因此成本更低，價(jià)格更合理。
這突破性納米薄膜對(duì)技術(shù)和環(huán)境的作用
1)為觸摸屏和變色窗口提供柔性透明電極 作為一種透明導(dǎo)電電極，Zenithnano的透明納米薄膜厚度僅為7納米，而普通iPhone的ITO處理玻璃屏幕的ITO厚度超過100納米。這種材料柔韌、可彎曲，不像ITO那樣易碎，非常適合新一代折疊屏幕或大型觸摸屏電視。它可用于觸摸顯示屏、電致變色（變色/變色）窗、過氧化物太陽能電池板等。Zenithnano的電極薄膜可以取代ITO觸摸屏，使產(chǎn)品外形更薄、更靈活，導(dǎo)電性能提高10倍，產(chǎn)品性能更佳。這種透明電極可用于建筑物和車輛的變色電致變色窗，幫助我們減少對(duì)空調(diào)的依賴，并大規(guī)模減少碳足跡。
2)阻隔氧氣和濕氣，消除太陽能電池板故障 由于Zenithnano的“納米薄膜三明治”通常將獨(dú)特的金屬合金夾在其他薄膜（如電介質(zhì)材料）之間，因此調(diào)整這些層可以為經(jīng)常暴露在陽光和雨水中的量子點(diǎn)(QD)、N型和鈣鈦礦太陽能電池板提供完美的氧氣/水蒸氣阻隔層。這一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)閷⒐廪D(zhuǎn)化為能量的關(guān)鍵材料--鈣鈦礦在潮濕環(huán)境中會(huì)變得不穩(wěn)定，從而可能導(dǎo)致太陽能電池板失效。這種納米材料具有高透明度和防潮能力，對(duì)QD薄膜極為有效，可使QLED電視屏幕長年保持清晰、銳利和明亮。
3)通過反射光和熱來提高太陽能電池板的性能 太陽能需要持續(xù)的光輸入才能有效，而隨著地球的自轉(zhuǎn)，陽光的方向會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)Zenithnano的納米薄膜經(jīng)過改良并用于太陽能電池板的正面時(shí)，這些薄膜可以起到兩方面的作用：它們可以過濾紫外線，從而提高太陽能電池的使用壽命；當(dāng)它們用于背面板時(shí)，它們可以將光線反射回太陽能電池板。鏡子或拋光金屬通常不用于這些區(qū)域，因?yàn)樗鼈円匆姿椤⒊林兀催^于昂貴。作為光反射器，經(jīng)過特殊調(diào)整的納米薄膜還可用作激光投影電視（本質(zhì)上是短焦投影儀）的反射表面，以阻擋環(huán)境光，同時(shí)保持清晰的視覺效果。納米薄膜不僅可以阻擋紫外線，還可以阻擋紅外線，因此是建筑物和車輛的絕佳窗膜：這種材料可以反射90%的紅外線，而不阻擋可見光，從而減少對(duì)耗能的HVAC系統(tǒng)的依賴。
激光電視示例（海信88英寸激光電視）
太陽能系統(tǒng)的效率時(shí)，請(qǐng)考慮一下中國的綠色創(chuàng)新。
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