CN106782747B - 银纳米纤维薄膜及其制备方法和设备以及电子器件 - Google Patents

Abstract

本发明提出了银纳米纤维薄膜及其制备方法和设备以及电子器件。该制备银纳米纤维薄膜的方法包括：将银前驱体溶液加入注射管中，并利用注液泵将所述银前驱体溶液从与注液管相连的针头推出，得到纤维；利用气流对所述纤维进行拉伸，得到银纳米纤维；将所述银纳米纤维收集在收集器上，得到银纳米纤维薄膜前体；将所述银纳米纤维薄膜前体进行后处理，得到银纳米纤维薄膜。本发明所提出的方法，能够获得透明度好、使用性能优异的银纳米纤维薄膜，并且该方法无需高耗能的复杂后处理步骤，省时节能，简单高效，而且生产成本低廉、具有工业化生产的潜能。

Description

银纳米纤维薄膜及其制备方法和设备以及电子器件

技术领域

本发明涉及柔性电子材料领域，具体的，本发明涉及银纳米纤维薄膜及其制备方法和设备以及电子器件。更具体的，涉及制备银纳米纤维薄膜的方法、银纳米纤维薄膜、制备银纳米纤维薄膜的设备和电子器件。

背景技术

近年来随着柔性电子产品的广泛普及，对相关技术要求日益提高，尤其是新一代柔性电子产品对其透光率、导电性、柔性和环境稳定性提出了更为严苛的要求。而银纳米材料尤其是银纳米线，具有独特的光学、电磁学、力学、催化性能，在众多领域如柔性透明电极、微纳电路、光电子器件、柔性能源存储、柔性太阳能电池等方面具有极为重要的作用，因而银纳米纤维电极将成为现在氧化铟锡导电电极的有利替代者。

只是如何低成本地制备出性能优异的纳米银线，成为大量应用于光电领域中的触摸面板、太阳能电池等方面的关键问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

发明人在研究过程中发现：由于银是电良导体，导电性好，因而微纳米银线用作电极材料可以降低能耗(相对于氧化物薄膜电极)。同时微纳米银线的粒径小于可见光入射波长时，金属微纳米结构的等离子效应增强光透射率，使电极具有很好的光电性能，有利于提高电池器件的效率。然而，高表面电阻以及低表面附着力限制了纳米银线的大面积应用，现阶段可以采用高温退火、高强度脉冲激光烧结或者表面封装等复杂的后处理工艺，来解决上述问题，但是这些工艺非常耗时、耗能。本发明的发明人经过深入研究发现，气纺丝的方法利用了高压气流，能够简便快捷、安全环保地制备出纤维直径在纳米级的银纤维。而且通过采用合适的收集器，可以得到均匀的网状分布的银纳米纤维，再经过高温烧结后，可获得银纳米纤维组成的透明网状薄膜，可用于触摸面板、太阳能电池等光电关键领域，且该方法简便高效、产量大、低耗时且低耗能，具有工业化生产的潜能。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种高透明度、低表面电阻、良好的衬底附着力、机械环境稳定性好、制作环境更为安全、省时或节能的银纳米纤维薄膜的制备方法。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种制备银纳米纤维薄膜的方法。

根据本发明的实施例，将银前驱体溶液加入注射管中，并利用注液泵将所述前驱体溶液从与注液管相连的针头推出，得到纤维；利用气流对所述纤维进行拉伸，得到银纳米纤维；将所述银纳米纤维收集在收集器上，得到银纳米纤维薄膜前体；将所述银纳米纤维薄膜前体进行后处理，得到银纳米纤维薄膜。

发明人意外地发现，采用本发明实施例的银纳米纤维薄膜的制备方法，能够获得透明度好、低表面电阻、良好的衬底附着力、机械环境稳定性好、使用性能优异的银纳米纤维薄膜，并且该方法无需高耗能的复杂后处理步骤，省时节能，简单高效，而且生产成本低廉、具有工业化生产的潜能。

另外，根据本发明上述实施例的方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述银前驱体溶液含有银的无机盐、高分子和溶剂。

根据本发明的实施例，所述银的无机盐为硝酸银。

根据本发明的实施例，所述高分子为PVP。

根据本发明的实施例，所述溶剂为乙腈。

根据本发明的实施例，形成所述气流的气体为选自压缩空气、氮气、氩气、氦气中的至少一种。

根据本发明的实施例，形成所述气流的气体的压强为0.001MPa至20MPa。

根据本发明的实施例，所述收集器为镍网、玻璃片或玻璃纤维片。

根据本发明的实施例，所述后处理选***结处理、磁控溅射处理、电镀处理、紫外照射处理或者气相沉积处理。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种银纳米纤维薄膜。

根据本发明的实施例，所述银纳米纤维薄膜是通过上述方法制备的。

发明人意外地发现，采用本发明实施例的银纳米纤维薄膜，具有高透明度、低表面电阻、良好的衬底附着力和机械环境稳定性的优点，这些优异的使用性能使银纳米纤维薄膜在触摸面板、太阳能电池等关键光电领域具有应用前景。本领域技术人员能够理解的是，前面针对银纳米纤维薄膜的制备方法所描述的特征和优点，仍适用于该银纳米纤维薄膜，在此不再赘述。

在本发明的第三方面，本发明提出了一种制备银纳米纤维薄膜的设备。

根据本发明的实施例，所述设备包括：注射管，用于容纳银前驱体溶液；针头，所述针头与所述注射管连通，用于射出所述银前驱体溶液；注液泵，所述柱液泵与所述注射管相连，用于将所述银前驱体溶液推出；供气装置，用于利用气流对所述纤维进行拉伸以获得银纳米纤维；收集器，用于收集所述银纳米纤维。

发明人意外地发现，采用本发明实施例的制备银纳米纤维薄膜的设备，能够快速、高效地制备出前面所述的银纳米纤维薄膜，并且无需耗时耗能的、复杂的后处理工艺，制作环境更为安全，而且获得的银纳米纤维薄膜具有高透明度、低表面电阻、良好的衬底附着力、良好的机械环境稳定性。

另外，根据本发明上述实施例的设备，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述针头呈L型。

根据本发明的实施例，所述收集器为镍网、玻璃片或玻璃纤维片。

在本发明的第四方面，本发明提出了一种电子器件。

根据本发明的实施例，所述电子设备含有上述的银纳米纤维薄膜。

发明人意外地发现，由于上述银纳米纤维薄膜具有透明度高、表面电阻低、衬底附着力好、机械环境稳定性好等优点，使得该电子器件可以满足较高的透光度要求、且具有内耗低、结构紧凑且部件可弯折的优点。本领域技术人员能够理解的是，前面针对银纳米纤维薄膜的制备方法和银纳米纤维薄膜所描述的特征和优点，仍适用于该电子器件，在此不再赘述。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的制备银纳米纤维薄膜方法的流程示意图；

图2是本发明一个实施例的制备银纳米纤维薄膜的设备的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的银纳米纤维薄膜的照片；

图4是本发明一个实施例的银纳米纤维薄膜的SEM照片；

图5是本发明一个实施例的银纳米纤维薄膜对折后的SEM照片；

图6是本发明一个实施例的银纳米纤维薄膜的透明度检测过程的照片；

图7是本发明一个实施例的银纳米纤维薄膜在不同方阻对应的透光率的关系图；

图8是本发明一个实施例的银纳米纤维薄膜的方阻值与弯曲次数的关系图；

图9是本发明一个实施例的银纳米纤维薄膜的方阻值与拉伸比例的关系图；

图10是本发明一个实施例的银纳米纤维薄膜的方阻值与弯曲半径的关系图；

图11是本发明一个实施例的银纳米纤维薄膜的折叠和恢复的演示照片；

图12是本发明一个实施例的银纳米纤维薄膜的弹性演示过程照片；

图13是本发明一个实施例的不同材料的方阻与透光率的关系对比图。

附图标记

100 注射管

200 针头

300 注液泵

400 供气装置

500 收集器

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备银纳米纤维薄膜的方法。根据本发明的实施例，参照图1，该方法包括以下步骤：

S100：将银前驱体溶液加入注射管中，并利用注液泵将前驱体溶液从与注射管相连的针头推出，得到纤维。

在该步骤中，首先配制出具有可纺性的银前驱体溶液。根据本发明的实施例，该银前驱体溶液的具体成分不受特别限制，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。具体而言，配置合适的银前驱体溶液，需要选择适宜的溶剂溶解银的无机盐，适宜的高分子调整银前驱体溶液黏度、稳定性或在后续步骤中对银离子进行还原，以及使其满足纺丝要求的其他添加剂。因此，根据本发明的一些实施例，银前驱体溶液含有银的无机盐、高分子和溶剂。含有上述成分的前驱体溶液可以有效满足纺丝要求，利于在后续步骤获得性能优异的银纳米纤维薄膜。

根据本发明的实施例，可以采用的银的无机盐的具体种类不受特别限制，只要经过拉伸和烧结后能形成银材料的银前驱体均可，本领域技术人员可以根据需要灵活选择，例如包括但不限于硝酸银，由此，经过拉伸、烧结等步骤可以有效获得银纳米纤维，且来源广泛易得。

根据本发明的实施例，为了使银前驱体(也称为银的无机盐)在后续步骤中被还原成银材料，并且使银的无机盐的粒子稳定地均匀分散在溶液中，通常需要向银前驱体溶液中加入高分子。在本发明的实施例中，可以采用的高分子的具体种类不受特别的限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本发明的一些具体示例中，可以采用的高分子包括但不限于PVP(聚乙烯吡咯烷酮)。PVP既可以作为银的无机盐的还原剂，又可以通过其结构中含有的高极性的内酰胺基与银离子进行配位，形成纳米级金属溶胶的稳定体系，从而阻止银离子发生团聚，进一步提高银前驱体溶液的稳定性和可纺性。

根据本发明的实施例，为了获得适于气纺丝的银前驱体溶液，需要选择合适的溶剂溶解银的无机盐和添加剂(包括高分子)。在本发明的实施例中，可以采用的溶剂的具体种类不受特别的限制，只要能充分溶解银的无机盐和添加剂的溶剂均可。在本发明的一些具体示例中，可以采用的溶剂包括但不限于乙腈。本发明的发明人经过长期的研究发现，乙腈是银前驱体和添加剂的良溶剂，能使各种溶质完全溶解在银前驱体溶液中，还具有一定的挥发性，在气纺丝和烧结的过程中能被有效地除掉。

根据本发明的实施例，在该银前驱体溶液中，银的无机盐、添加剂和溶剂的具体含量不受特别限制，只要满足纺丝要求且能获得满足使用要求的银纳米纤维薄膜，本领域技术人员均可以灵活地选择。在本发明的一些实施例中，基于每1g溶剂，银前驱体溶液中含有0.1～1g的银的无机盐和0.01～0.5g的添加剂。优选情况下，基于每1g溶剂，银前驱体溶液中含有0.5g的银的无机盐和0.1g的添加剂。如此，银的无机盐、添加剂和溶剂的含量在上述范围内，获得的银前驱体溶液具有适宜的纺丝性，在高压气流的作用下更易获得纤维直径在纳米级、且使用性能更佳的银纳米纤维。

还根据本发明的实施例，配制该银前驱体溶液的具体方式和加料顺序不受特别限制，本领域技术人员可以灵活地进行。在本发明的一些实施例中，可通过搅拌、超声或者加热等处理方式将银前驱体、还原剂和稳定剂混合均匀，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，装入到注射管中的银前驱体溶液，可被与注射管相连的注液泵匀速地从与注射管相连的针头推出，形成纤维。由此，可简单、方便、快捷地获得纤维。在本发明的实施例中，注射管及针头的具体类型不受具体的限制，只要是能将溶液从特定口径的孔道推出均可，本领域技术人员可以根据实际条件进行选择。根据本发明的实施例，注液泵的具体类型也不受具体的限制，只要是能将注射管中的溶液均匀地推出的任何注液泵均可，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，推出银前驱体溶液的速度也没有特别的限制，只要可以与气流速度、前驱体溶液的黏度等相匹配，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，推出银前驱体溶液的速度可以为0.05mL/h-0.5mL/h，由此，有利于获得性能优异的银纳米纤维。

S200：利用气流对所述纤维进行拉伸，得到银纳米纤维。

在该步骤中，在银前驱体溶液被推出的方向上配合一定速度的气流，能使纤维被快速地拉伸成纤维直径在纳米级别的银纳米纤维。由此，可以简便高效地获得银纳米纤维，相对于现有的静电纺丝等方法，该方法具有快捷、安全、无高压的优势，具有工业化实现的潜力。

根据本发明的实施例，可以采用的形成气流的气体地具体类型不受特别限制，只要有利于形成均匀、连续的银纳米纤维，且不会对获得的银纳米纤维产生负面影响的任何气体均可，本领域技术人员可根据实际的需要进行选择。在本发明的一些具体示例中，包括但不限于压缩空气、氮气、氩气、氦气中的至少一种。由此，气体来源充沛且成本低廉。

根据本发明的实施例，为得到直径分布均匀且连续的银纳米纤维，本领域技术人员可根据实际需求选择合适的气流速度。在本发明的一些实施例中，用气流的压强表示气流速度，则形成气流的气体的压强可以为0.001MPa至20MPa。或者说，向纤维供给气流时，调节出气阀的压强为0.001MPa至20MPa。如此，气流的压强在上述范围内，气流的速度与银前驱体溶液推出的速度、黏度等相配合，能使银前驱体溶液被推出后形成的纤维容易被均匀、连续地拉伸成银纳米纤维，有利于后续处理后获得直径分布更均匀的、使用性能更佳的银纳米纤维。

S300：将银纳米纤维收集在收集器上，得到银纳米纤维薄膜前体。

在该步骤中，被高压气流拉伸后形成的银纳米纤维被收集器所收集，并形成银纳米纤维薄膜的前体，可用于后处理。根据本发明的实施例，收集器的材料类型不受具体的限定，包括但不限于玻璃片、镍网和玻璃纤维片，只要能够满足后处理步骤使用要求即可，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。由此，采用上述材料的收集器，在后处理步骤中收集基板能够保持形状不变，从而进一步保证获得的银纳米纤维薄膜的平整性和均匀度。

根据本发明的一些实施例，该收集器可以为镍网。优选情况下，该镍网为带有小圆形镂空的结构，如此，高压气流可穿过镂空的镍网，而银纳米纤维又可被镍网拦截住并均匀地排布在镍网的表面，并且再经过后续的烧结处理后，无序的银纳米纤维线能转变成透明的银纳米纤维薄膜。

根据本发明的实施例，镍网可以设置成与纤维从注液管射出的方向相垂直，纳米纤维在气流的作用下运动到镍网，可以有效附着在镍网上，通过移动镍网可以收集获得银纳米纤维均匀分布的银纳米纤维薄膜。

S400：将银纳米纤维薄膜前体进行后处理，得到银纳米纤维薄膜。

在该步骤中，将收集有银纳米纤维薄膜前体的收集器进行后处理，在后处理的过程中可以使银纳米纤维薄膜前体转变为具有导电功能的银纳米纤维薄膜。本领域技术人员可以理解的是，后处理的具体方法不受特别的限制，只要能够使得纺丝得到的纤维表面形成银颗粒即可。例如包括但不限于烧结处理、磁控溅射处理、电镀处理、紫外照射处理或者气相沉积处理等。

根据本发明的一些实施例，烧结处理可以将收集有银纳米纤维薄膜前体的收集器，转移到马弗炉中进行烧结，烧结过程中银纳米纤维中的银前驱体(银的无机盐)中的银离子完全地转变为银，即可获得银纳米纤维薄膜。

根据本发明的实施例，烧结处理的温度和时间不受特别的限制，针对不同的银前驱体和添加剂，本领域技术人员可根据实际情况进行选择，只要能够有效获得银纳米纤维薄膜即可。在本发明的一些实施例中，针对含有硝酸银的前驱体溶液，烧结处理的温度可以为200～300摄氏度，保温时间为1～3小时。由此，采用上述的烧结温度和保温时间，能够获得透明度好、低表面电阻、良好的衬底附着力、机械环境稳定性好的银纳米纤维薄膜。根据本发明的一些具体示例，优选的烧结处理条件为250摄氏度下保温2小时，如此，能够获得力学性能和衬底附着力更加优异且高度透明的银纳米纤维薄膜。

根据本发明的一些实施例，磁控溅射处理、电镀处理、气相沉积处理可以按照本领域常规操作进行，上述处理过程中，银纳米纤维薄膜前体表面形成银颗粒，由此获得目标银纳米纤维薄膜。

根据本发明的一些实施例，紫外照射处理可以利用紫外光照射收集有银纳米纤维薄膜前体的收集器，照射过程中，银离子被还原成银，得到目标银纳米纤维薄膜。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种制备银纳米纤维薄膜的方法，利用该方法能够获得透明度好、使用性能优异的银纳米纤维薄膜，并且该方法无需高耗能的复杂后处理步骤，省时节能，简单高效，而且生产成本低廉、具有工业化生产的潜能。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种银纳米纤维薄膜。

根据本发明的实施例，该银纳米纤维薄膜是通过上述方法制备的。

发明人发现，根据本发明实施例的银纳米纤维薄膜，具有高透明度、低表面电阻、良好的衬底附着力和机械环境稳定性好的优点，这些优异的使用性能使银纳米纤维薄膜在触摸面板、太阳能电池等关键光电领域具有应用前景。本领域技术人员能够理解的是，前面针对银纳米纤维薄膜的制备方法所描述的特征和优点，仍适用于该银纳米纤维薄膜，在此不再赘述。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种制备银纳米纤维薄膜的设备。参照图2，对本发明的设备进行详细的描述。

根据本发明的实施例，该设备包括：注射管100、针头200、注液泵300、供气装置400和收集器500。其中，注射管100用于容纳银前驱体溶液；针头200与注射管100是相连通的，且用于射出所述银前驱体溶液；注液泵300与注射管100是相连的，且用于将银前驱体溶液推出；供气装置400，用于利用气流对纤维进行拉伸以获得银纳米纤维；收集器500，用于收集所述银纳米纤维。

具体的，注液泵300可将注射管100内的银前驱体溶液均匀地推出，形成纤维，同时供气装置400沿着纤维长度的方向施加气流，高速气流将该纤维进一步拉伸，并快速地形成纤维直径在纳米级的纤维，在拉伸过程中，溶剂可以通过挥发去除；经过拉伸形成的银纳米纤维被距离针头一定距离的收集器500所收集，形成银纳米纤维薄膜的前体，经过进一步烧结处理，即可获得透明的银纳米纤维薄膜。

根据本发明的实施例，注射管100的具体类型不受具体的限制，只要是能将溶液从特定口径的孔道推出的容器或设计均可，本领域技术人员可以根据实际条件进行选择，例如可以是满足使用要求的任何已知的注射管。在本发明的实施例，注液泵300的具体类型也不受具体的限制，只要是能将注射管中的溶液均匀地推出的任何注液泵均可，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，针头200的具体形状也不受特别的限制，任何只要能够银前驱体溶液推出后形成纤维的针头均可，本领域技术人员可以根据实际条件进行选择。在本发明的一些实施例中，该针头200可以呈L型。如此，注液泵300对注射管100的向右推动方向与供气装置400的向后供气方向即使设置为相互垂直的，推出纤维的方向和气路方向仍能保持一致，并且供气装置400的出气口与针头200的分开设置也便于设备的清理。还根据本发明的实施例，针头200的具体内径尺寸不受特别的限制，可以根据想要获得的银纳米纤维的具体尺寸进行选择。在本发明的一些实施例中，该针头200的内径为60微米。

根据本发明的实施例，收集器的具体形状不受特别限制，本领域技术人员可以根据想到获得的银纳米纤维的形状进行选择。在本发明的一些实施例中，该收集器400可以为镍网、玻璃片或玻璃纤维片。优选情况下，收集器为镍网，且该镍网可以为带有小圆形镂空的结构，镍网的网眼尺寸为20～300目。如此，高压气流可穿过上述镂空的镍网，而银纳米纤维又可被镍网拦截住并均匀地排布在镍网的表面，并且再经过后续的烧结处理后，无序的银纳米纤维线能转变成透明的银纳米纤维薄膜。

综上所述，采用本发明实施例的设备，能够实施前面所述的制备银纳米纤维薄膜的方法，快速、高效地制备出大量的银纳米纤维薄膜，并且无需耗时耗能的、复杂的后处理工艺。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种电子器件。

根据本发明的实施例，该电子设备含有上述的银纳米纤维薄膜。本领域技术人员可以理解的是，不仅限于银纳米纤维薄膜，该电子器件还可以包括其他必要的部件，例如电池、外壳、芯片、存储器或输入输出线路等，在此不再进行过多赘述。

根据本发明的一些实施例，该电子器件的具体种类不受特别限制。例如，包括但不限于触摸屏、柔性液晶显示器、生物分子传感器、光学信息存储器件、太阳能电池、电磁屏蔽器件等。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种电子器件，由于上述银纳米纤维薄膜具有透明度高、表面电阻低、衬底附着力好、机械环境稳定性好等优点，使得该电子器件可以满足较高的透光度要求、且具有内耗低、结构紧凑且部件可弯折的优点。本领域技术人员能够理解的是，前面针对银纳米纤维薄膜的制备方法和银纳米纤维薄膜所描述的特征和优点，仍适用于该电子器件，在此不再赘述。

下面详细描述本发明的实施例，实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购到的常规产品。

实施例1：银纳米纤维薄膜的制备和表征

具体的制备方法包括三个主要步骤：配制银前驱体溶液、气纺丝和烧结处理。

首先，取2g乙腈，恒温磁子转动条件搅拌的条件下，加入0.2g PVP(商品型号为K90)，待30分钟后完全溶解，再加入1g AgNO₃，溶液搅拌4小时后静置时5小时，得到银前驱体溶液。

然后，用一次性注射吸管吸入一定量的银前驱体溶液，并装上内径为60微米的点胶用的针头，并将针头用夹子弯折90度后，再将注射吸管装在注射泵上。将供气装置的气体开关打开，调节好气流速度以及注射泵的出液速度，再将带有小圆形镂空的镍网放在针头出液方向，并且收集用的镍网与出液针头距离50cm左右。开始气纺丝制备银纳米纤维，并用镍网收集，收集时间大约10分钟，得到均匀分布的网状银纳米纤维薄膜。

随后，将制备的带有网状纳米纤维薄膜的镍网置于马弗炉中进行烧结，升温速度设定在5度/分，升温到250度，并保温2小时后，再自然随炉降温，即制得银纳米纤维透明网状薄膜。

该实施例的制备获得的银纳米纤维薄膜的照片，如图3所示。从图3可看出，该银纳米纤维薄膜的透明度非常高，并且该方法制备的银纳米纤维薄膜的尺寸能达到10cm，说明该方法适于快速高效地制备透明的银纳米纤维薄膜。

该实施例制备获得的银纳米纤维薄膜的SEM照片如图4所示。从图4可看出，银纳米纤维的直径在200nm以下，而银纳米纤维薄膜微观上呈无序的网状结构，并且经过烧结银纳米纤维之间的交叉点呈物理连接的形式。

将该实施例制备获得的银纳米纤维薄膜进行对折后，再在扫描电子显微镜下观察，可获得银纳米纤维薄膜对折处的SEM照片，如图5所示。图5说明银纳米纤维薄膜具有可弯折的性能，即使弯折也不会断裂。

实施例2

在该实施例中，检测实施例1制备得到的银纳米纤维薄膜的方阻和透光率。方阻测试方法如图6所示。

将银纳米纤维膜贴附在普通A4纸上或者PET基板上，然后将其转移到四探针台上，打开机器，将四探针轻轻贴压在样品上，按测量按键，即得到样品的方阻值。依此方法每个样品共测5次，求平均值。

该实施例的检测结果，如图7所示。从图7可看出，银纳米纤维薄膜具有优秀的可见光透过率和低的方阻。

实施例3

在该实施例中，对实施例1制备得到的银纳米纤维薄膜，进行柔性测试，同时采用热蒸镀的铂金属薄膜作为对照。具体的，检测弯曲次数、拉伸比例和弯曲半径对银纳米纤维薄膜产生的影响。

在进行弯曲次数对银纳米纤维薄膜的方阻的影响时，首先将银纳米纤维薄膜贴附在柔性的PET塑料薄膜上，弯曲半径恒定为2mm进行弯曲测试。在弯曲不同次数时，检测其相应的方块电阻值。

在进行拉伸测试时，首先将银纳米纤维薄膜贴附在PDMS柔性可拉伸基板上，然后横向拉伸一定的比例，并在拉伸率为5％，10％，15％，20％时分别记录其对应的方块电阻，并计算对应的方阻增长百分比。

在进行弯曲半径测试时，处理方式和测试弯曲次数基本一样。区别在于，弯曲半径分别为1mm、2mm、5mm、7mm、9mm和10mm，记录其相应的方块电阻值和方阻增长百分比。

该实施例的银纳米纤维薄膜的弯曲次数测试结果，如图8所示。从图8可看出，当弯曲次数达到1000次时，银纳米纤维薄膜(This work)的方阻基本没有增长。而金属膜(Metalfilms)的方阻在弯曲300次后，其方阻增长了2500％。

该实施例的银纳米纤维薄膜的拉伸比例测试结果，如图9所示。从图9可看出，银纳米纤维薄膜(This work)的拉伸量即使达到20％，其方阻基本没有增长迹象，而金属膜(Metal films)在拉伸到10％左右其方阻增长率大于14000％。

该实施例的银纳米纤维薄膜的弯曲半径测试结果，如图10所示。从图10可看出，银纳米纤维薄膜(This work)的弯曲半径0.5mm到10mm之间，其方阻并没有明显改变，而金属膜(Metal films)的方阻在弯曲之后急剧增长，当弯曲半径逐渐增大时，其方阻增长有降低的趋势。

实施例4

在该实施例中，将实施例1制备获得的银纳米纤维薄膜，随意折叠后再恢复成原状，银纳米纤维薄膜依旧具有良好的导电性。

该实施例的银纳米纤维薄膜的可折叠性能测试结果，如图11所示。从图11可看出，将银纳米纤维膜贴附杂在一小片平整的纸上，之后将纸揉捏成一团，再打开并铺展，银纳米纤维膜依然保持完整而且成功作为导线连通LED灯并发亮。

实施例5

在该实施例中，将收集二维纤维薄膜的基底制备成圆锥等形状的三维收集器，进行纤维收集可以获得前驱体交织在一起组成的三维结构。之后进行后处理可以获得三维银纳米纤维。对三维的银纳米纤维进行压缩演示，具体如图12所示。

从图12可看出，该实施例的银纳米纤维具有很好的压力恢复功能，在压缩下产生弹性形变，而压力撤走后，银纳米纤维依然恢复成原貌。

实施例6

在该实施例中，对实施例1制备的银纳米纤维薄膜进行透光性和方阻测试。检测采用多功能四探针测试仪，检测银纳米纤维薄膜和其他常用导电材料的方阻。具体的，其他常用导电材料选择银纳米线(AgNW)、铜纳米线(CuNW)、石墨烯(Graphene)、氧化铟锡(ITO)、铜纳米线混合金纳米线(CuMW+AuNW)、银纳米槽(Ag nanotrough)、铜纳米槽(Cunanotrough)、碳纳米管(CNT)和导电高分子(PEDOT：PSS)。

该实施例的检查结果，如图13所示。从图13可看出，在具有相同的方阻值时，相对于其他常用导电材料，银纳米纤维薄膜(This work)，具有更好的透明度。

总结

综合实施例1～6可得出，本发明所提出的银纳米纤维薄膜的制备方法，能够获得高透明度、低表面电阻、良好的衬底附着力和机械环境稳定性的银纳米纤维薄膜，并且该方法无需高耗能的复杂后处理步骤，省时节能，简单高效，而且生产成本低廉、具有工业化生产的潜能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种制备银纳米纤维薄膜的方法，其特征在于，包括：

将银前驱体溶液加入注射管中，并利用注液泵将所述银前驱体溶液从与所述注射管相连的针头推出，得到纤维，其中，所述推出速度为0.05mL/h-0.5mL/h；

利用气流对所述纤维进行拉伸，得到银纳米纤维，其中，所述气流的速度与所述银前驱体溶液推出的速度、黏度相配合，形成所述气流的气体的压强为0.001MPa至20MPa；

将所述银纳米纤维收集在收集器上，得到银纳米纤维薄膜前体，其中，所述收集器为移动镍网，所述镍网与所述纤维从注液管射出的方向相垂直，且所述移动镍网为带有小圆形镂空的结构，所述移动镍网的网眼尺寸为20～300目，所述银纳米纤维在气流的作用下运动到所述移动镍网，附着在所述镍网上，通过所述移动镍网可以收集获得银纳米纤维均匀分布的所述银纳米纤维薄膜前体；

将所述银纳米纤维薄膜前体进行烧结处理，得到银纳米纤维薄膜，所述烧结处理的条件为在250℃下保温2小时。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述银前驱体溶液含有银的无机盐、高分子和溶剂；

所述银的无机盐为硝酸银；

所述高分子为PVP；

所述溶剂为乙腈，

形成所述气流的气体为选自压缩空气、氮气、氩气、氦气中的至少一种。

3.一种银纳米纤维薄膜，其特征在于，是通过权利要求1或2所述的方法制备的。

4.一种制备银纳米纤维薄膜的设备，其特征在于，包括：

注射管，用于容纳银前驱体溶液，所述银前驱体溶液的推出速度为0.05mL/h-0.5mL/h；

针头，所述针头与所述注射管连通，用于射出所述银前驱体溶液；

注液泵，所述注 液泵与所述注射管相连，用于将所述银前驱体溶液推出；

供气装置，用于利用气流对所述纤维进行拉伸以获得银纳米纤维，所述气流的速度与所述银前驱体溶液的推出速度、黏度相配合，形成所述气流的气体的压强为0.001MPa至20MPa；

收集器，所述收集器为镍网，用于收集所述银纳米纤维，其中，所述收集器为移动镍网，所述镍网与所述纤维从注液管射出的方向相垂直，且所述移动镍网为带有小圆形镂空的结构，所述移动镍网的网眼尺寸为20～300目，所述银纳米纤维在气流的作用下运动到所述移动镍网，附着在所述镍网上，通过所述移动镍网可以收集获得银纳米纤维均匀分布的所述银纳米纤维薄膜前体。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述针头呈L型。

6.一种电子器件，其特征在于，含有权利要求3所述的银纳米纤维薄膜。