В Киотском университете (Япония) создана технология, позволяющая производить прозрачную бумагу, добавляя в неё полиакрилат.
Авторы полагают, что их методика будет востребована при разработке прозрачных субстратов для OLED-устройств, тонкослойных фотогальванических элементов, электронной бумаги, упаковочных контейнеров и т. п.
Нановолокна, составляющие целлюлозную массу, имеют ширину около 10–20 нм и длину до 1 мкм и более; они в 7–8 раз прочнее стали, но при этом чрезвычайно легки (характеристическая плотность — всего 1,5 г/см³).
Внимательно изучив процесс бумажного производства, учёные пришли к выводу, что прозрачный бумажный лист с низким коэффициентом расширения может быть получен путём добавления полиакрилата к целлюлозным волокнам. В результате акриловая смола смогла воспрепятствовать слипанию целлюлозных нановолокон при высушивании бумажной массы, что привело к образованию прозрачного продукта, состоявшего из пропитанных акриловой смолой волокон.
Получившиеся прозрачные бумажные листы имели толщину в 100 мкм, прозрачность — 87,9%, а их коэффициент линейного термического расширения был равен 8,3 млн долей/К в температурном интервале от 25 до 150 ˚С, что в три раза лучше коэффициента термического расширения полиэтилентерефталата (PET), самого популярного органического прозрачного субстрата, и близко к стеклу. Пропитка целлюлозных волокон акриловой смолой отчётливо проявилась в величине показателя преломления, который оказался равным 1,57 (показатель преломления акриловых полимеров лежит в интервале от 1,52 до 1,60). Это, кстати, накладывает известные ограничения на использование субстрата в реальных приложениях, так как показатель преломления других прозрачных составляющих должен приближаться к 1,57 во избежание параллакса (так, например, электронную бумагу из списка можно смело вычеркнуть).
Но у нового материала есть ещё одно достоинство: целлюлозные волокна не позволяют акриловой смоле расширяться при увеличении температуры вплоть до 90 ˚C, что гарантирует неизменность величины коэффициента преломления в этом интервале температур.
Подготовлено по материалам Tech–On!.
