来自北卡罗莱纳州立大学的研究人员研发出一种透明可伸缩的导体，这得益于其“纳米手风琴”的结构设计。该导体在柔性电子产品、可伸缩显示器和可穿戴传感器等领域有很大的应用前景。
“自然界中没有透明可伸缩的导电材料，所以我们就得创造一个。”北卡罗莱纳州立大学机械与航空航天工程专业的博士生AbhijeetBagal说到，他是此项研究工作发表论文的第一作者。
“我们在人们每天都会看到的弹簧中获得灵感，运用几何方法使脆性材料伸展。”Bagal说到，“唯一的不同就是我们做的这个‘弹簧’非常小。”
研究人员首先在硅衬底上面构造一个三维聚合物模板，模板的形状像一系列等同的均匀分布的长方形，然后再该模板上覆盖一层导电的Al掺杂的ZnO，再将一种弹性聚合物附加在ZnO上面。最后，把整个样品样品翻过来，移除硅衬底和模板。
剩下的就是一系列附在弹性基体上面的，具有对称脊状结构的ZnO。由于ZnO和聚合物都是透明的，所以整个结构都是透明的。同时，ZnO的“脊”使得整体结构可以伸缩，就像手风琴的风箱。
“我们可以控制ZnO层的厚度，并且在30~70 nm厚度之间进行了广泛研究，”北卡罗莱纳州立大学化学与生物大分子工程专业的博士生，同时也是本研究发表论文的共同作者ErinnDandley说到，“这一点很重要，因为ZnO的厚度影响着该结构的光学、电子和机械性能。”
因为每一个“脊”的尺寸直接影响结构的伸缩性能，所以三维模板是通过纳米蚀刻的方法进行精密加工的。每个“脊”越高，结构的伸展性越好。这是因为该结构通过一个“脊”的两边弯曲分开的方式得以伸展，就像一个人做劈叉。
该结构可以重复伸展而不被破坏。尽管在第一次伸展的时候导电性有所损失，但随后的伸展不会对导电性产生影响。“对我们来说最有意思的事情就是，这种方法把一点点表面化学结合到工程上，来精确控制结构的几何和组成，最终控制整个材料性能，”北卡罗莱纳州立大学机械与航红航天工程专业助理教授，同时也是此研究发表论文的通讯作者Chih-Hao Chang说到，“我们现在致力于提高这种纳米手风琴结构的导电性能，同时在某种情况下我们想找到按比例增加的方法。”
研究人员还通过这项技术对其它导电材料进行试验，来研究它们在非透明弹性导体方面的应用。
此研究成果已经在Materials Horizons期刊上以“一种用于透明可伸缩导体的多功能纳米手风琴结构”的标题在线发表