未來，電子、光電、能源等領域需要大面積柔性透明導電薄膜（TCF）。由于銦是不可再生資源且價格昂貴以及氧化銦錫固有的脆性，現代技術廣泛應用的氧化銦錫TCF難以滿足科技發展尤其是新一代柔性電子器件的需求。目前，科學家已開發出碳納米薄膜、金屬納米線、導電高分子等替代氧化銦錫的透明導電材料。其中，碳納米薄膜被認為是最有潛力的候選材料之一。然而，實現柔性透明導電薄膜廣泛應用不僅要求其克服透光率和導電性之間的相互制約，而且要能夠實現大面積甚至規模化制備。這是困擾碳納米材料領域乃至TCF領域的難題。

中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心先進材料與結構分析實驗室納米材料與介觀物理研究組，基于自支撐透明導電碳納米管薄膜，提出了先進的碳納米管網絡重組（CNNR）策略，設計并研發出創新性的刻面驅動CNNR（FD-CNNR）技術，突破了碳納米薄膜關鍵性能之間相互制約的瓶頸，實現了大面積制備和無損轉移，為解決大面積柔性TCF問題提供了方案。

該工作基于FD-CNNR技術的獨特機制，在單壁碳納米管（SWNT）和Cu-O重構之間引入一種相互作用，使SWNT網絡重組為更高效的導電路徑。該研究利用FD-CNNR技術，設計并制備出A3尺寸甚至米級長度的大面積柔性自支撐重組碳納米透明導電薄膜（RNC-TCF），包括重組SWNT（RSWNT）薄膜和石墨烯與重組 SWNT（G-RSWNT）復合薄膜。后者的面積是現有該種自支撐復合薄膜的1200多倍。這些輕質薄膜表現出優異的柔韌性，具有協同增強的高力學強度、出色的透光率和導電率以及顯著的FOM值。研究發現，大面積RNC-TCF能夠在水面自支撐，并能夠無損轉移至其他目標基底上而不受污染。進一步，該研究基于大面積G-RSWNT TCF結合液晶層，制作了A4尺寸的新型柔性智能窗。這一柔性智能窗具有快速加熱、可控調光和除霧等功能。研究提出，FD-CNNR技術可以擴展到大面積甚至規模化制造TCF，并可為TCF和其他功能薄膜的設計提供新思路。

該工作彌補了大面積石墨烯-碳納米管復合薄膜領域研究的短板，有望推動大面積、柔性、自支撐、輕質、透明導電碳納米薄膜的規模化制備。

相關研究成果以Large-Area Flexible Carbon Nanofilms with Synergistically Enhanced Transmittance and Conductivity Prepared by Reorganizing Single-Walled Carbon Nanotube Networks為題，發表在《先進材料》（Advanced Materials）上，并申請了中國發明專利。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部和中國科學院等的支持。

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物理所實現柔性碳納米薄膜的透明導電協同提升和大面積制備