FR3034683A1 - STABLE SUSPENSION OF SILVER NANOWIRES AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents
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- C09D11/00—Inks
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'une suspension aqueuse stable de nanofils d'argent (3) comprenant les étapes suivantes : prévoir une suspension aqueuse de microfibres de cellulose (1) oxydées dont le taux de charge est supérieur à 200 µmol de COO- par gramme de microfibres de cellulose oxydées, et dont le facteur de forme est supérieur à 5 ; et mélanger des nanofils d'argent dans la suspension aqueuse de microfibres de cellulose oxydées de sorte que la longueur des microfibres de cellulose oxydées est supérieure à deux fois le diamètre des nanofils d'argent, et le rapport massique entre les microfibres de cellulose oxydées et les nanofils d'argent est supérieur à 0,1, la suspension comprenant entre 0,05 et 0,5 % en poids de microfibres de cellulose oxydées quand ledit facteur de forme est compris entre 25 et 400.The invention relates to a method for manufacturing a stable aqueous suspension of silver nanowires (3) comprising the steps of: providing an aqueous suspension of oxidized cellulose microfibers (1) having a charge rate greater than 200 μmol of COO- per gram of oxidized cellulose microfibers, and whose form factor is greater than 5; and mixing silver nanowires in the aqueous suspension of oxidized cellulose microfibers so that the length of the oxidized cellulose microfibres is greater than twice the diameter of the silver nanowires, and the mass ratio between the oxidized cellulose microfibres and the silver nanowires is greater than 0.1, the suspension comprising between 0.05 and 0.5% by weight of oxidized cellulose microfibers when said form factor is between 25 and 400.
Description
B14089 1 SUSPENSION STABLE DE NANOFILS D'ARGENT ET SON PROCÉDÉ DE FABRICATION Domaine La présente demande concerne une suspension stable de nanofils d'argent et son procédé de fabrication. Exposé de l'art antérieur Depuis quelques années, de plus en plus de recherches se tournent vers la fabrication de suspensions de nanofils d'argent. Les suspensions de nanofils d'argent sont utilisées dans de très nombreuses applications, notamment comme encres fonctionnelles qui servent par exemple à imprimer des couches conductrices et transparentes. Cependant, les suspensions de nanofils d'argent sont instables et les nanofils d'argent ont tendance à s'agréger. Cette instabilité pose de nombreux problèmes, notamment lorsque ces suspensions sont utilisées en tant que fluides fonctionnels pour former des couches ou des films sur un support par des procédés d'impression ou d'enduction. En particulier, ces procédés peuvent être difficiles à mettre en oeuvre et les couches ainsi formées peuvent ne pas être homogènes et/ou ne pas adhérer au support. Pour aboutir à des suspensions stables tout en 20 conservant une bonne dispersion des nanofils d'argent, les méthodes employées actuellement utilisent des solvants et/ou des 3034683 B14089 2 surfactants. Ces derniers sont le plus souvent à base de polymères issus de la pétrochimie. L'utilisation de composés issus de la pétrochimie pose toujours un problème en termes de « développement durable » du fait que les procédés de synthèse de ces composés 5 sont polluants, énergivores, et utilisent des matières premières issues du raffinage du pétrole (ressource fossile non renouvelable). Certaines formulations de suspensions de nanofils d'argent utilisent des dérivés de cellulose, matériau bio-sourcé et renouvelable, mais toujours en combinaison avec des composés 10 chimiques issus de la pétrochimie. Par ailleurs, les surfactants ou solvants utilisés pour réaliser des suspensions de nanofils d'argent soit (i) sont toxiques, soit (ii) nécessitent des techniques de mélange (ultrasons) ou de fonctionnalisation coûteuses et difficiles à 15 réaliser industriellement ou soit (iii) limitent fortement les propriétés fonctionnelles (conductivité, transparence, biocompatibilité, action antifongique ou antibactérienne) des couches déposées qui peuvent être dégradées du fait de phénomènes d'agrégations et/ou d'enrobage.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. The present application relates to a stable suspension of silver nanowires and its method of manufacture. BACKGROUND OF THE PRIOR ART For some years now, more and more research has turned towards the manufacture of suspensions of silver nanowires. Suspensions of silver nanowires are used in a large number of applications, particularly as functional inks which serve for example to print conductive and transparent layers. However, suspensions of silver nanowires are unstable and silver nanowires tend to aggregate. This instability poses many problems, especially when these suspensions are used as functional fluids to form layers or films on a support by printing or coating processes. In particular, these methods may be difficult to implement and the layers thus formed may not be homogeneous and / or not adhere to the support. To achieve stable suspensions while maintaining good dispersion of the silver nanowires, the present methods employ solvents and / or surfactants. These are most often based on polymers derived from petrochemicals. The use of compounds derived from petrochemicals still poses a problem in terms of "sustainable development" because the processes for synthesizing these compounds are polluting, energy-consuming, and use raw materials derived from petroleum refining (a non-fossil resource). renewable). Some suspension formulations of silver nanowires use cellulose derivatives, a bio-sourced and renewable material, but still in combination with chemical compounds derived from petrochemistry. Furthermore, the surfactants or solvents used to make suspensions of silver nanowires either (i) are toxic, or (ii) require mixing techniques (ultrasonic) or functionalization costly and difficult to achieve industrially or be (iii) ) strongly limit the functional properties (conductivity, transparency, biocompatibility, antifungal or antibacterial action) of the deposited layers which can be degraded due to aggregation and / or coating phenomena.
Il serait donc souhaitable de disposer d'une suspension de nanofils d'argent qui soit aussi stable que possible, qui soit non polluante, qui comprenne le moins possible de composés issus de la pétrochimie, et qui permette le dépôt de couches dont les propriétés fonctionnelles ne sont pas dégradées. Il serait également souhaitable de disposer d'un procédé de fabrication d'une telle suspension qui soit facile à réaliser industriellement. Résumé Ainsi, un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d'une suspension aqueuse stable de nanofils d'argent comprenant les étapes successives suivantes : a) prévoir une suspension aqueuse de microfibres de cellulose oxydées dont le taux de charge est supérieur à 200 gmol de C00- par gramme de microfibres de cellulose oxydées, et dont le facteur de forme est supérieur à 5 ; et b) mélanger des nanofils d'argent dans la 3034683 B14089 3 suspension aqueuse de microfibres de cellulose oxydées, la longueur des microfibres de cellulose oxydées étant supérieure à deux fois le diamètre des nanofils d'argent ; et le rapport massique entre les microfibres de cellulose oxydées et les 5 nanofils d'argent étant supérieur à 0,1, la suspension comprenant entre 0,05 et 0,5 % en poids de microfibres de cellulose oxydées quand ledit facteur de forme est compris entre 25 et 400. Selon un mode de réalisation, l'étape a) comprend les étapes successives suivantes : al) prévoir une suspension aqueuse 10 de microfibres de cellulose non oxydées ; et a2) procéder à une carboxylation des microfibres de cellulose non oxydées. Selon un mode de réalisation, l'étape a2) est effectuée en ajoutant un mélange TEMPO/NaCl/NaBr à la suspension de microfibres de cellulose non oxydées.It would therefore be desirable to have a suspension of silver nanowires which is as stable as possible, which is non-polluting, which comprises as little as possible of compounds derived from petrochemistry, and which allows the deposition of layers whose functional properties are not degraded. It would also be desirable to have a method of manufacturing such a suspension which is easy to produce industrially. SUMMARY Thus, an embodiment provides a method of manufacturing a stable aqueous suspension of silver nanowires comprising the following successive steps: a) providing an aqueous suspension of oxidized cellulose microfibers with a charge rate greater than 200 gmol C00- per gram of oxidized cellulose microfibers, and whose form factor is greater than 5; and b) mixing silver nanowires in the aqueous suspension of oxidized cellulose microfibers, the length of the oxidized cellulose microfibers being greater than twice the diameter of the silver nanowires; and the weight ratio between the oxidized cellulose microfibers and the silver nanowires being greater than 0.1, the suspension comprising between 0.05 and 0.5% by weight of oxidized cellulose microfibers when said form factor is included between 25 and 400. According to one embodiment, step a) comprises the following successive steps: a1) providing an aqueous suspension of unoxidized cellulose microfibers; and a2) carboxylating the unoxidized cellulose microfibers. According to one embodiment, step a2) is carried out by adding a TEMPO / NaCl / NaBr mixture to the suspension of unoxidized cellulose microfibres.
15 Selon un mode de réalisation, le diamètre des microfibres de cellulose est compris entre 10 et 200 rua. Selon un mode de réalisation, la longueur des microfibres de cellulose est comprise entre 0,4 et 5 pin. Selon un mode de réalisation, le diamètre des nanofils 20 d'argent est compris entre 10 et 300 nia. Selon un mode de réalisation, la longueur des nanofils d'argent est comprise entre 0,5 et 200 pin. Un autre mode de réalisation prévoit une suspension aqueuse stable de nanofils d'argent et de microfibres de cellulose 25 oxydées, dans laquelle : le taux de charge des microfibres de cellulose oxydées est supérieur à 200 gmol de C00- par gramme de microfibres de cellulose oxydées ; la longueur des microfibres de cellulose oxydées est supérieure à deux fois le diamètre des nanofils d'argent ; le facteur de forme des microfibres de 30 cellulose oxydées est supérieur à 5 ; et le rapport massique entre les microfibres de cellulose oxydées et les nanofils d'argent est supérieur à 0,1, la suspension comprenant entre 0,05 et 5 % en poids de microfibres de cellulose oxydées quand ledit facteur de fo= est compris entre 25 et 400.According to one embodiment, the diameter of the cellulose microfibers is between 10 and 200 rua. According to one embodiment, the length of the cellulose microfibers is between 0.4 and 5 pin. According to one embodiment, the diameter of the silver nanowires is between 10 and 300 nia. According to one embodiment, the length of the silver nanowires is between 0.5 and 200 μm. Another embodiment provides a stable aqueous suspension of silver nanowires and oxidized cellulose microfibers, wherein: the charge rate of the oxidized cellulose microfibers is greater than 200 gmol C00- per gram of oxidized cellulose microfibers ; the length of the oxidized cellulose microfibers is greater than twice the diameter of the silver nanowires; the form factor of oxidized cellulose microfibers is greater than 5; and the weight ratio between the oxidized cellulose microfibers and the silver nanowires is greater than 0.1, the suspension comprising between 0.05 and 5% by weight of oxidized cellulose microfibers when said fo = factor is between 25 and and 400.
3034683 B14089 4 Un autre mode de réalisation prévoit d'utiliser la suspension susmentionnée comme encre conductrice transparente. Selon un mode de réalisation, la concentration en nanofils d'argent dans l'encre conductrice transparente est 5 supérieure à 0,05 mg.m1-1. Selon un mode de réalisation, l'encre est adaptée à être déposée sur un support par enduction ou impression. Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, 10 seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est un organigramme comprenant des étapes A à C d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'une 15 suspension stable de nanofils d'argent ; et les figures 2A à 2C illustrent schématiquement les diverses étapes de cet organigramme. Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes 20 références dans les différentes figures. Les figures 1 et 2 illustrent des étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'une suspension aqueuse stable de nanofils d'argent. A une étape A, on part d'une suspension aqueuse de 25 microfibres de cellulose 1. Les microfibres de cellulose sont obtenues par un traitement mécanique de la cellulose et forment une suspension colloïdale stable en milieu aqueux. A titre d'exemple, le diamètre des microfibres de cellulose 1 est compris entre 10 et 200 nia. La longueur des microfibres de cellulose 1 30 est par exemple comprise entre 0,4 et 5 pin. A une étape B, on procède à une carboxylation des microfibres de cellulose 1 en ajoutant à la suspension aqueuse de microfibres de cellulose 1 un système d'oxydation tel qu'un mélange TEMPO/NaC10/NaBr, TEMPO désignant le radical de 2,2,6,6- 35 tétramétylpipéridyne-I-Oxyl. Ce traitement de carboxylation est 3034683 B14089 5 poursuivi suffisamment longtemps pour que le taux de charge de chaque microfibre de cellulose 1 soit supérieur à 200 gmol de carboxylates (C00-) par gramme de microfibres de cellulose. De telles microfibres de cellulose seront dites "oxydées" dans la 5 suite de la description. On notera que des suspensions aqueuses de microfibres de cellulose 1 oxydées sont disponibles dans le commerce. A une étape C, des nanofils d'argent 3 sont ajoutés et simplement mélangés à la suspension de microfibres de cellulose 1 10 oxydées. Les nanofils d'argent 3 ont par exemple un diamètre compris entre 10 et 300 nia, et par exemple une longueur comprise entre 0,5 et 200 pin. Les nanofils d'argent 3 mélangés à la suspension de microfibres de cellulose 1 oxydées peuvent être obtenus après décantation d'une suspension organique instable de 15 nanofils d'argent 3 disponible dans le commerce. Des expériences effectuées par les inventeurs ont montré que les nanofils d'argent 3 mélangés dans la suspension aqueuse ne sédimentent pas si : - le taux de charge de chaque microfibre de cellulose 1 20 oxydée est supérieur à 200 gmol de carboxylate par gramme de microfibres ; - la longueur des microfibres de cellulose oxydées est supérieure à deux fois le diamètre des nanofils d'argent 3 ; et - le facteur de forme des microfibres de cellulose 25 oxydées, c'est-à-dire le rapport entre la longueur et le diamètre des microfibres, est supérieur à 5, ce qui entraîne un certain niveau de flexibilité des microfibres. Les inventeurs ont également constaté que les valeurs minimales de la concentration en microfibres de cellulose 1 30 oxydées et du rapport massique entre microfibres et nanofils d'argent 3 pour que la suspension aqueuse reste stable dépendent notamment des dimensions des microfibres. On définit une suspension stable comme une suspension qui ne sédimente pas après six mois de stockage, de préférence après un an. A titre d'exemple, 35 la suspension aqueuse de nanofils d'argent 3 est stable si elle 3034683 B14089 6 comprend au moins 0,05 % en poids de microfibres de cellulose 1 oxydées quand le facteur de forme des microfibres est compris entre 100 et 400, et au moins 0,5 % en poids de microfibres de cellulose oxydées lorsque le facteur de forme des microfibres est 5 compris entre 25 et 40. En outre, la suspension aqueuse de nanofils d'argent 3 est stable si le rapport massique entre les microfibres de cellulose 1 oxydées et les nanofils d'argent 3 est supérieur à 0,1 par exemple. Ainsi, les microfibres de cellulose 1 oxydées permettent 10 de stabiliser la suspension aqueuse de nanofils d'argent 3. Un avantage d'une telle suspension aqueuse stable de nanofils d'argent est qu'elle ne comprend aucun composé issu de la pétrochimie, en particulier aucun composé toxique, et que les propriétés fonctionnelles (conductivité, transparence, biocompa- 15 tibilité, action antifongique ou antibactérienne) d'une couche ou d'un film formé par dépôt de cette suspension sur un support ne sont pas dégradées. Un autre avantage d'une telle suspension est qu'elle est simple et peu polluante à fabriquer.Another embodiment provides for using the aforementioned suspension as a transparent conductive ink. According to one embodiment, the concentration of silver nanowires in the transparent conductive ink is greater than 0.05 mg.m1-1. According to one embodiment, the ink is adapted to be deposited on a support by coating or printing. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS These and other features and advantages will be set forth in detail in the following non-limiting description of particular embodiments in connection with the accompanying figures, of which: Figure 1 is a flowchart including steps A to C of one embodiment of a method for manufacturing a stable suspension of silver nanowires; and Figures 2A-2C schematically illustrate the various steps of this flowchart. DETAILED DESCRIPTION The same elements have been designated by the same references in the various figures. Figures 1 and 2 illustrate steps of an embodiment of a method for manufacturing a stable aqueous suspension of silver nanowires. In step A, starting from an aqueous suspension of cellulose microfibers 1. The cellulose microfibers are obtained by mechanical treatment of the cellulose and form a stable colloidal suspension in an aqueous medium. By way of example, the diameter of the cellulose microfibers 1 is between 10 and 200 nia. The length of the cellulose microfibers 1 is, for example, between 0.4 and 5 μm. In a step B, carboxylation of the cellulose microfibers 1 is carried out by adding to the aqueous suspension of cellulose microfibers 1 an oxidation system such as a TEMPO / NaCl / NaBr mixture, TEMPO denoting the radical of 2.2 , 6,6-tetramethylpiperidyne-I-Oxyl. This carboxylation treatment is continued long enough for the filler content of each cellulose microfiber 1 to be greater than 200 gmol carboxylates (C0 2) per gram of cellulose microfibers. Such cellulose microfibers will be called "oxidized" in the following description. It will be appreciated that aqueous suspensions of oxidized cellulose microfibers 1 are commercially available. In step C, silver nanowires 3 are added and simply mixed with the suspension of oxidized cellulose microfibers 1. For example, the silver nanowires 3 have a diameter of between 10 and 300 nia, and for example a length of between 0.5 and 200 μm. The silver nanowires 3 mixed with the suspension of oxidized cellulose microfibers 1 can be obtained after decantation of an unstable organic suspension of 15 silver nanowires 3 available commercially. Experiments carried out by the inventors have shown that the silver nanowires 3 mixed in the aqueous suspension do not sediment if: the charge ratio of each oxidized cellulose microfibre 1 is greater than 200 gmol of carboxylate per gram of microfibers; the length of the oxidized cellulose microfibers is greater than twice the diameter of the silver nanowires 3; and the form factor of the oxidized cellulose microfibers, i.e., the ratio of the length and diameter of the microfibres, is greater than 5, which results in a certain level of microfiber flexibility. The inventors have also found that the minimum values of the concentration of oxidized cellulose microfibers 1 and the weight ratio between microfibres and silver nanowires 3 so that the aqueous suspension remains stable depend in particular on the dimensions of the microfibres. A stable suspension is defined as a suspension that does not sediment after six months of storage, preferably after one year. By way of example, the aqueous suspension of silver nanowires 3 is stable if it comprises at least 0.05% by weight of oxidized cellulose microfibers 1 when the microfibers form factor is between 100 and 400, and at least 0.5% by weight of oxidized cellulose microfibers when the microfibers form factor is between 25 and 40. In addition, the aqueous suspension of silver nanowires 3 is stable if the mass ratio between the oxidized cellulose microfibers 1 and the silver nanowires 3 is greater than 0.1 for example. Thus, the oxidized cellulose microfibers 1 make it possible to stabilize the aqueous suspension of silver nanowires 3. One advantage of such a stable aqueous suspension of silver nanowires is that it does not comprise any compound derived from petrochemistry, In particular, no toxic compound, and the functional properties (conductivity, transparency, biocompatible, antifungal or antibacterial action) of a layer or a film formed by depositing this suspension on a support are not degraded. Another advantage of such a suspension is that it is simple and low pollution to manufacture.
20 Un autre avantage d'une telle suspension est qu'une couche ou un film formé par dépôt de cette suspension sur un support présente une bonne adhérence au support. En outre, diverses propriétés de la suspension aqueuse stable de nanofils d'argent 3 peuvent être adaptées en fonction 25 de l'application visée. Par exemple, dans le cas où la suspension aqueuse de nanofils d'argent 3 doit servir d'encre pour l'impression d'une couche conductrice éventuellement transparente, la viscosité et la tension superficielle de l'encre peuvent être adaptées à un 30 procédé d'impression donné. En effet, la viscosité de la suspension de nanofils d'argent augmente lorsque l'on augmente la concentration en poids de microfibres de cellulose 1 oxydées dans la suspension, et la tension superficielle de la suspension de nanofils d'argent dépend des concentrations en microfibres de 35 cellulose oxydées et en nanofils d'argent dans la suspension. A 3034683 B14089 7 titre d'exemple, la viscosité de la suspension est comprise entre 1*10-3 et 5 Pa.s quand la suspension comprend entre 0,05 et 5 % en poids de microfibres de cellulose 1 oxydées. La tension superficielle de la suspension est par exemple comprise entre 20 et 5 70 mN.m-1. En outre, dans le cas où l'on vise le dépôt d'une couche conductrice à partir de la suspension aqueuse de nanofils d'argent 3, on prévoit que la concentration en nanofils d'argent soit suffisante, par exemple supérieure à 0,05 mg.m1-1, pour que les 10 nanofils d'argent forment un réseau percolé et donc conducteur dans la couche imprimée. La transparence de la couche conductrice ainsi imprimée peut être choisie en adaptant les dimensions des nanofils d'argent et leur concentration dans la suspension. A titre d'exemple, la résistance surfacique de la couche conductrice 15 imprimée à partir de la suspension de nanofils d'argent 3 est comprise entre 0.1 et 500 ohm/U. La transparence d'une telle couche conductrice est par exemple comprise entre 60 et 95 %. Bien que l'on ait décrit une suspension aqueuse stable de nanofils d'argent ne comprenant pas de composés issus de la 20 pétrochimie, de tels composés, par exemple des surfactants et/ou des solvants, peuvent être ajoutés à faible dose à cette suspension. Par exemple, la tension superficielle de la suspension peut être ajustée par ajout d'alcool. Exemples : 25 1. Propriétés opto-électriques des couches déposées Les propriétés opto-électriques de couches formées par dépôt de d'une suspension aqueuse de nanofils d'argent et de microfibres de cellulose sur un support transparent en poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) ont été évaluées. Chaque couche a été formée 30 par enduction à l'aide d'une barre de couchage, puis séchée à l'étuve à 100°C, aucun traitement thermique supplémentaire tel qu'un frittage n'ayant été réalisé. Il a été montré que la concentration en nanofils et en microfibres dans la suspension, et l'épaisseur de la couche déposée permettent de moduler les 35 propriétés opto-électriques du film. Le tableau suivant donne un 3034683 B14089 8 exemple des performances obtenues pour une suspension aqueuse comprenant 0,4 % en poids de microfibres de cellulose dont le facteur de forme est 150, et comprenant 0,5 % en poids de nanofils d'argent dont la longueur est comprise entre 20 et 50 gm et le 5 diamètre est 200 nia. Epaisseur (pin) de la couche avant séchage 12 24 40 60 80 Transparence (%) de la couche après séchage 94 88 83 71 64 Résistance surfacique (ohm/) de la couche après séchage 71 22 11 4 2 2. Adhérence des couches déposées Il a été montré que l'adhérence sur un support d'une couche formée par dépôt d'une suspension aqueuse comprenant des nanofils d'argent et des microfibres de cellulose est meilleure que celle 10 d'une couche formée par dépôt d'une suspension ne comprenant que des nanofils d'argent. La couche formée à partir de la suspension de nanofils d'argent seuls ne résiste pas au frottement d'un chiffon. En revanche, la couche formée à partir de la suspension hybride de microfibres de cellulose et de nanofils d'argent 15 résiste très bien au frottement d'un chiffon et ne se décolle pas du support.Another advantage of such a suspension is that a layer or film formed by depositing this suspension on a support has good adhesion to the support. In addition, various properties of the stable aqueous silver nanowire suspension 3 may be adapted depending on the intended application. For example, in the case where the aqueous suspension of silver nanowires 3 is to be used as an ink for printing an optionally transparent conductive layer, the viscosity and the surface tension of the ink can be adapted to a process given impression. Indeed, the viscosity of the suspension of silver nanowires increases when the concentration by weight of cellulose microfibers 1 oxidized in the suspension is increased, and the surface tension of the suspension of silver nanowires depends on the concentrations of microfibers oxidized cellulose and silver nanowires in the slurry. By way of example, the viscosity of the suspension is between 1 × 10 -3 and 5 Pa.s when the suspension comprises between 0.05 and 5% by weight of oxidized cellulose microfibers 1. The surface tension of the suspension is, for example, between 20 and 70 mN.m -1. In addition, in the case where it is intended to deposit a conductive layer from the aqueous suspension of silver nanowires 3, it is expected that the concentration of silver nanowires is sufficient, for example greater than 0, 05 mg.m1-1, so that the 10 silver nanowires form a network pierced and therefore conductive in the printed layer. The transparency of the conductive layer thus printed can be chosen by adapting the dimensions of the silver nanowires and their concentration in the suspension. By way of example, the surface resistance of the conductive layer 15 printed from the suspension of silver nanowires 3 is between 0.1 and 500 ohm / U. The transparency of such a conductive layer is for example between 60 and 95%. Although a stable aqueous suspension of silver nanowires having no petrochemical compounds has been described, such compounds, for example surfactants and / or solvents, can be added at low dose to this suspension. . For example, the surface tension of the suspension can be adjusted by addition of alcohol. Examples: 1. Optoelectric properties of the deposited layers The opto-electrical properties of layers formed by deposition of an aqueous suspension of silver nanowires and cellulose microfibers on a transparent support made of polyethylene terephthalate (PET) have been evaluated. Each layer was formed by coating with a coating bar, then oven-dried at 100 ° C, no additional heat treatment such as sintering having been performed. It has been shown that the concentration of nanowires and microfibers in the suspension, and the thickness of the deposited layer can modulate the optoelectrical properties of the film. The following table gives an example of the performances obtained for an aqueous suspension comprising 0.4% by weight of cellulose microfibers whose form factor is 150, and comprising 0.5% by weight of silver nanowires whose length is between 20 and 50 gm and the diameter is 200 nia. Thickness (pine) of the layer before drying 12 24 40 60 80 Transparency (%) of the layer after drying 94 88 83 71 64 Surface resistance (ohm /) of the layer after drying 71 22 11 4 2 2. Adhesion of deposited layers It has been shown that the adhesion to a support of a layer formed by deposition of an aqueous suspension comprising silver nanowires and cellulose microfibers is better than that of a layer formed by deposition of a suspension. comprising only silver nanowires. The layer formed from the suspension of silver nanowires alone does not resist the rubbing of a cloth. On the other hand, the layer formed from the hybrid suspension of cellulose microfibers and silver nanowires resists very well the friction of a cloth and does not peel off the support.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10392519B2 (en) * | 2014-08-15 | 2019-08-27 | Basf Se | Composition comprising silver nanowires and fibers of crystalline cellulose for the preparation of electroconductive transparent layers |
| CN113262634A (en) * | 2021-06-02 | 2021-08-17 | 杭州佐航环保科技有限公司 | Plant composite amino acid air purifying agent and preparation method thereof |
| WO2022219108A1 (en) | 2021-04-16 | 2022-10-20 | Institut Polytechnique De Grenoble | Aqueous suspension and associated printing ink and rf pattern |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007022226A2 (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Cambrios Technologies Corporation | Nanowires-based transparent conductors |
| WO2009017852A2 (en) * | 2007-04-20 | 2009-02-05 | Cambrios Technologies Corporation | High contrast transparent conductors and methods of forming the same |
| US20110024159A1 (en) * | 2009-05-05 | 2011-02-03 | Cambrios Technologies Corporation | Reliable and durable conductive films comprising metal nanostructures |
| US20110192633A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Cambrios Technologies Corporation | Photosensitive ink compositions and transparent conductors and method of using the same |
| KR20140073127A (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-16 | 세종대학교산학협력단 | Light transmittance composite film and method for fabricating the same |
| US20140170407A1 (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-19 | Carestream Health, Inc. | Anticorrosion agents for transparent conductive film |
-
2015
- 2015-04-10 FR FR1553131A patent/FR3034683B1/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007022226A2 (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Cambrios Technologies Corporation | Nanowires-based transparent conductors |
| WO2009017852A2 (en) * | 2007-04-20 | 2009-02-05 | Cambrios Technologies Corporation | High contrast transparent conductors and methods of forming the same |
| US20110024159A1 (en) * | 2009-05-05 | 2011-02-03 | Cambrios Technologies Corporation | Reliable and durable conductive films comprising metal nanostructures |
| US20110192633A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Cambrios Technologies Corporation | Photosensitive ink compositions and transparent conductors and method of using the same |
| KR20140073127A (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-16 | 세종대학교산학협력단 | Light transmittance composite film and method for fabricating the same |
| US20140170407A1 (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-19 | Carestream Health, Inc. | Anticorrosion agents for transparent conductive film |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| DATABASE WPI Week 201444, Derwent World Patents Index; AN 2014-M18261, XP002754219 * |
| INUI TETSUJI ET AL: "High-dielectric paper composite consisting of cellulose nanofiber and silver nanowire", 14TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON NANOTECHNOLOGY, IEEE, 18 August 2014 (2014-08-18), pages 470 - 473, XP032690904, DOI: 10.1109/NANO.2014.6967965 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10392519B2 (en) * | 2014-08-15 | 2019-08-27 | Basf Se | Composition comprising silver nanowires and fibers of crystalline cellulose for the preparation of electroconductive transparent layers |
| WO2022219108A1 (en) | 2021-04-16 | 2022-10-20 | Institut Polytechnique De Grenoble | Aqueous suspension and associated printing ink and rf pattern |
| FR3121934A1 (en) | 2021-04-16 | 2022-10-21 | Institut Polytechnique De Grenoble | Associated aqueous suspension, printing ink and RF pattern |
| CN113262634A (en) * | 2021-06-02 | 2021-08-17 | 杭州佐航环保科技有限公司 | Plant composite amino acid air purifying agent and preparation method thereof |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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