Новое достижение пригодится во многих областях, где необходимо получить тончайшую сеть контактов или электродов из исходного материала, который портится при малейшем прикосновении или перегреве.

Учёные из Стэнфордского университета разработали и испытали новый способ сварки металлических нанопроводков. Секрет технологии кроется в интересных свойствах плазмонов  — квазичастиц, возникающих в электронном газе в момент, когда на металл действует световая волна.

Исследователи выяснили, что при хаотичном расположении свободно лежащих нанопроводков наиболее сильные волны плазмонов возникают как раз в тех местах, где они нужны. Дело в том, что верхний проводок тут выступает в роли антенны, направляющей волну к нижнему проводу, аккурат в место контакта.

Распределение температуры в пересекающихся проводках диаметром 100 нм. Начальный зазор между ними – не более 2 нм (иллюстрация Erik C. Garnett et al./ Nature Materials).

"Когда два нанопровода пересекаются, свет генерирует волны плазмонов в том месте, где проводки встречаются, создавая горячую точку, — объясняет Марк Бронгерсма (Mark Brongersma), один из авторов работы. – Красота в том, что горячие точки существуют только тогда, когда нанопровода соприкосаются, но не после того, как они сплавляются. Сварка останавливается сама. Это самоограничение".

Остальные части исходного материала остаются незатронутыми. Потому после облучения мешанина из свободно брошенных нанопроводов превращается в связанную сетку, прочную, тонкую и без повреждений.

Сетка нанопроводков после световой сварки. Снимок сканирующего электронного микроскопа (фото Mark Brongersma, Stanford University/ School of Engineering).

Такие сетки пригодятся в построении новых дисплеев, светодиодов, тонкоплёночных солнечных батарей, «умных» окон, гибкой электроники и датчиков.

Метод облучения предполагает скрепление нанопроводков и с подложкой тоже. Тут важно, что она сама может быть очень тонкой и требующей деликатного обращения.

Узлы пересечения проводов (фото Stanford University/ School of Engineering).

В качестве примера учёные распылили суспензию, содержащую серебряные нанопровода, на пластиковую плёнку Saran . После просушивания материал облучили – получилась тонкая проводящая плёнка, почти прозрачная и к тому же не теряющая своих электрических свойств после складывания и разворачивания.

Экспериментаторы напоминают, что прежний способ сварки нанопроводов путём «тотального» нагрева здесь не сработал бы, поскольку пластик расплавился бы раньше серебра.