2024年7月23日-CM風險投資團隊 中國的一家初創企業開發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）的導電玻璃屏幕。
玻璃本身并不導電。當你的手指觸摸經過ITO后處理的屏幕時，電場會發生變化，從而讓手機芯片探測你手指的位置。導電層會感知您的觸摸，讓智能手機識別您正在激活的手機應用程序或功能。
導電性使我們所有的技術都能發揮作用--對于金屬材料來說，這很直觀。然而，要讓玻璃或塑料等透明材料導電卻極具挑戰性。
目前，觸摸屏技術的市場選擇包括ITO、納米銀和金屬網。這些制造技術要么復雜（多層），要么有可見的納米導線，要么有毒，要么生產成本非常昂貴。這些產品的透明度指數有從88%到91%不等，其中ITO的透明度指數最低。iPhone的玻璃透明度指數為88%。
首先，ITO是一種有毒化學物質。對動物的研究表明，攝入氧化銦錫會中毒，對腎臟、肺部和心臟有負面影響。一種名為“銦肺病”的新職業危害已被確認。第一例患者是一名從事ITO濕表面研磨的工人，他患有間質性肺炎，肺部充滿了ITO顆粒。
中國的一家初創公司開發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，而且應用范圍廣泛。由于銀的厚度只有幾納米，其透明度指數達到了驚人的91%。事實上，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。
著名納米技術專家、密歇根大學的郭凌杰教授利用北京協同創新研究院的基金進一步研究開發了這一突破性材料，并在密歇根大學和北京協同創新研究院（BICI）的孵化一家創新企業。郭教授為共濺射靶材開發了一種多元素合金配方，并開發了一種濺射工藝（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構，制備出清晰、穩定、光滑的薄膜。郭教授已在Science Advance、Nature Communications、Advanced Materials等國際頂級期刊上發表了這一研究成果。
總部位于北京的納米導電材料公司Zenithnano獲得了密歇根大學的技術許可。當CM Venture Capital的創始人Patrick Berbon博士和周敏博士在2019年看到一個中型試驗的樣品時，他們留下了深刻的印象。遨問創投作為唯一投資者，向這家初創企業投資了3000萬人民幣（約合500萬美元）的種子基金，以進一步推動這項技術的發展。在此之前，他們已經見過數十家ITO替代領域的初創公司，并立即意識到Zenithnano的材料解決方案是多么獨特和優雅。CM Venture的這筆唯一種子投資開啟了公司的商業化之旅。
郭教授拿著從弗勞恩霍夫公司生產的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。這種透明、柔韌的導電納米材料由世界上最先進的卷對卷磁控濺射生產線制成，用途廣泛。與納米銀和金屬網相比，Zenithnano導電薄膜的卷對卷生產工藝更簡單，因此成本更低，價格更合理。
這突破性納米薄膜對技術和環境的作用
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，使產品外形更薄、更靈活，導電性能提高10倍，產品性能更佳。這種透明電極可用于建筑物和車輛的變色電致變色窗，幫助我們減少對空調的依賴，并大規模減少碳足跡。
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”通常將獨特的金屬合金夾在其他薄膜（如電介質材料）之間，因此調整這些層可以為經常暴露在陽光和雨水中的量子點(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。這一點至關重要，因為將光轉化為能量的關鍵材料--鈣鈦礦在潮濕環境中會變得不穩定，從而可能導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 太陽能需要持續的光輸入才能有效，而隨著地球的自轉，陽光的方向會發生變化。當Zenithnano的納米薄膜經過改良并用于太陽能電池板的正面時，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；當它們用于背面板時，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域，因為它們要么易碎、沉重，要么過于昂貴。作為光反射器，經過特殊調整的納米薄膜還可用作激光投影電視（本質上是短焦投影儀）的反射表面，以阻擋環境光，同時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，從而減少對耗能的HVAC系統的依賴。
激光電視示例（海信88英寸激光電視）
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