JP5844839B2 - ナノ金属線の製造方法、および、ナノ線 - Google Patents
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Description
硝酸銀エチレングリコール溶液(30mg/mL)を、針の内管に接続される注射器に入れた。PVPのメタノール溶液(200mg/mL)を、針の外管に接続される別の注射器に入れた。内管中の銀前駆体溶液を注射器ポンプにより制御して、流速が0.1mL/hrに、外管中の高分子溶液を別の注射器ポンプにより制御して、流速が1mL/hrになった。直径が約2.2μmのナノ線を静電により紡いだ。
例1と類似しているが、例2では、アニーリング期間が約20分である。アニーリング後、ナノ線を水で洗浄して、ポリマー管を除去した。このように、直径約500nm、長さ約10cm、および、アスペクト比200000のナノ銀線を得た。ナノ銀線をスペクトロメータで測定して、図5に示されるような吸収スペクトルを得た。
例1と類似しているが、例3では、アニーリング期間が約10時間である。アニーリング後、ナノ線を水により洗浄して、ポリマー管を得た。このように、直径約500nm、長さ約10cm、および、アスペクト比200000のナノ銀線を得た。ナノ銀線をスペクトロメータで測定して、図5に示されるような吸収スペクトルを得た。
例1と類似しているが、比較例1では、直径が2.2μmのナノ線を、直接、水により洗浄して、ポリマー管を除去した(アニーリングなし)。銀前駆体線をスペクトロメータで測定して、図5に示されるような吸収スペクトルを得た。
酸化銀の水酸化アンモニウム溶液(酸化銀濃度が5mg/mL、水酸化アンモニウム濃度が33%)を、針の内管に接続される注射器に入れた。PVPのメタノール溶液(200mg/mL)を、針の外管に接続される別の注射器に入れた。内管中の銀前駆体溶液を注射器ポンプにより制御して、流速を0.01mL/hrに、外管中の高分子溶液を別の注射器ポンプにより制御して、流速が1mL/hrにした。直径が約1μmのナノ線を、静電により紡いだ。ナノ線を、室温中の一般大気下に4時間放置し、水により洗浄して、ポリマー管を除去した。このように、直径約300nm、長さ10cmのナノ銀線が得られた。ナノ銀線をスペクトロメータで測定して、図6に示されるような吸収スペクトルを得た。
例4と類似しているが、例5では、ナノ線を、室温中の一般大気下で、4日間放置した。その後、ナノ線を水により洗浄して、ポリマー管を得た。このように、直径約300nm、長さ10cmのナノ線が得られた。ナノ銀線をスペクトロメータで測定して、図6に示されるような吸収スペクトルを得た。
例4と類似しているが、例6では、直径約1μmのナノ線を、大気下、200℃で、10分アニーリングした。その後、ナノ線を水により洗浄して、ポリマー管を得た。このように、直径約300nm、長さ10cmのナノ銀線が得られた。ナノ銀線をスペクトロメータで測定して、図6に示されるような吸収スペクトルを得た。
例6と類似しているが、例7では、ナノ線を、200℃で、20分間アニーリングした。その後、ナノ線を水により洗浄して、ポリマー管を得た。このように、直径約300nm、長さ10cmのナノ銀線が得られた。ナノ銀線をスペクトロメータで測定して、図6に示されるような吸収スペクトルを得た。
例6と類似しているが、例8では、ナノ線を、200℃で、30分アニーリングしている。その後、ナノ線を水により洗浄して、ポリマー管を得た。このように、直径約300nm、長さ10cmのナノ銀線が得られた。ナノ銀線をスペクトロメータで測定して、図6に示されるような吸収スペクトルを得た。
酸化銀の水酸化アンモニウム溶液(酸化銀濃度は1mg/mL、水酸化アンモニウム濃度は33%)を、針の内管に接続される注射器に入れた。PVPとTBAPのメタノール溶液(PVP濃度100mg/mL、TBAP濃度10mg/mL)を、針の外管に接続される別の注射器に入れた。内管中の銀前駆体溶液を注射器ポンプにより制御して、流速を0.01mL/hrに、外管中の高分子溶液を別の注射器ポンプにより制御して、流速を1mL/hrにした。直径約0.6μm、長さ10cmのナノ線を、静電により紡いだ。ナノ線を、大気下で、200℃、20分アニーリングし、水により洗浄して、ポリマー管を除去した。このように、直径約357nmのナノ銀線を得た。
酸化銀の水酸化アンモニウム溶液(酸化銀濃度5mg/mL、水酸化アンモニウム濃度33%)を、針の内管に接続される注射器に入れた。PVPとTBAPのメタノール溶液(PVP濃度100mg/mL、TBAP濃度10mg/mL)を、針の外管に接続される別の注射器に入れた。内管中の銀前駆体溶液を注射器ポンプにより制御して、流速を0.01mL/hrに、外管中の高分子溶液を別の注射器ポンプにより制御して、流速を1mL/hrにした。直径約0.7μm、長さ10cmのナノ線を、静電により紡いだ。ナノ線を、大気下で、200℃、20分アニーリングして、水により洗浄して、ポリマー管を除去した。このように、直径約464nmのナノ銀線を得た。例9と比較して分かるように、直径が大きいナノ銀線は、高い酸化銀濃度により得られた。
酸化銀(酸化銀濃度1mg/mL、水酸化アンモニウム濃度33%)の水酸化アンモニウム溶液を、針の内管に接続される注射器に入れた。PVPとTBAPのメタノール溶液(PVP濃度100mg/mL、TBAP濃度30mg/mL)を、針の外管に接続される別の注射器を入れた。内管中の銀前駆体溶液を注射器ポンプにより制御して、流速を0.01mL/hrに、外管中の高分子溶液を別の注射器ポンプにより制御して、流速を1mL/hrにした。直径約0.4μm、長さ10cmのナノ線を、静電により紡いだ。ナノ線を、大気下、200℃で、20分アニーリングし、水により洗浄して、ポリマー管を除去した。このように、直径約285nmのナノ銀線を得た。例9と比較して分かるように、小さい直径のナノ銀線が、高いTBAP濃度により得られた。
酸化銀の水酸化アンモニウム溶液(酸化銀濃度5mg/mL、水酸化アンモニウム濃度33%)を、針の内管に接続される注射器に入れた。PVPとTBAPのメタノール溶液(PVP濃度100mg/mL、TBAP濃度30mg/mL)を、針の外管に接続される別の注射器に入れた。内管中の銀前駆体溶液を注射器ポンプにより制御して、流速を0.01mL/hrに、外管中の高分子溶液を別の注射器ポンプにより制御して、流速を1mL/hrにする。直径約0.6μm、長さ10cmのナノ線を、静電により紡いだ。ナノ線を、大気下、200℃で、20分アニーリングし、水により洗浄して、ポリマー管を除去した。このように、直径約375nmナノ銀線を得た。例11と比較して分かるように、直径が大きいナノ銀線が、高い酸化銀濃度により得られた。例10と比較して分かるように、直径が小さいナノ銀線が、高いTBAP濃度により得られた。
12、14…注射器ポンプ
15…針
15I…内管
15O…外管
17…ナノ線
17A…金属前駆体線
17B…ポリマー管
19…コレクター
21…ナノ金属線
Claims (16)
- ナノ金属線の製造方法であって、
金属前駆体溶液を針の内管に入れる工程と、
高分子溶液を、前記針の外管に入れて、前記外管は、前記内管を取り囲んでいる工程と、
電圧を前記針に加え、前記金属前駆体溶液と前記高分子溶液を同時に噴射して、コレクター上にナノ線を形成し、前記ナノ線が、ポリマー管により取り囲まれる金属前駆体線を有する工程と、
前記ナノ線の前記金属前駆体線を化学的に還元して、前記ポリマー管により取り囲まれるナノ金属線のナノ線を形成する工程と、
溶剤により前記ポリマー管を洗浄する工程と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記金属前駆体溶液は、金属化合物と化学的還元剤を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記高分子溶液は、さらに、塩類を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記塩類は、濃度が1mg/mLから100mg/mLであることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記ナノ線の金属線は、銀、プラチナ、金、または、それらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記ポリマー管は、ポリビニルピロリドン(PVP)を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 前記高分子溶液は、前記針から、流速0.1mL/hrから5mL/hrで噴出されることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 前記金属前駆体溶液は、前記針から、流速0.01mL/hrから1mL/hrで噴出されることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 前記外管と前記内管は、同心円筒であることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の方法。
- 前記内管は、直径0.5mmから2mmであることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の方法。
- 前記外管と前記内管は、直径差が、0.01mmから5mmであることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の方法。
- 前記ナノ線の前記金属前駆体線を化学的に還元するステップは、温度100℃から200℃で実行されるアニーリングステップを含むことを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の方法。
- 前記電圧は、10kVから12kV間であることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の方法。
- 前記針の先端と前記コレクター間の距離は、5cmから50cmであることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の方法。
- 前記ナノ金属線の長さは1cm以上であることを特徴とする請求項1から14のいずれかに記載の方法。
- ナノ線であって、
金属前駆体線と、
前記金属前駆体線を取り囲むポリマー管と、を含み、
前記金属前駆体線は、金属化合物と化学的還元剤を含むことを特徴とするナノ線。
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