KR20130014279A - Nanowire and method for manufacturing the same - Google Patents
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- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/12—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of wires
Abstract
Description
실시예는 나노 와이어 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The embodiment relates to a nanowire and a method of manufacturing the same.
디스플레이 장치, 태양 전지, 모바일 장치 등의 다양한 전자 제품에서 투명 도전성 물질을 이용한 투명 전극이 적용되고 있다. 이러한 투명 전극을 형성하기 위한 투명 도전성 물질로 나노미터(nanometer) 수준의 크기를 가지는 와이어 형상 구조체인 나노 와이어에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Background Art A transparent electrode using a transparent conductive material has been applied to various electronic products such as display devices, solar cells, and mobile devices. As a transparent conductive material for forming such a transparent electrode, research on nanowires, which are wire-shaped structures having a size of nanometer level, is being actively conducted.
이러한 나노 와이어는 우수한 전기 전도성, 유연성 및 투과도를 지녀 투명 전극이 우수한 특성을 가지도록 할 수 있다. 그러나 나노 와이어들은 반응 과정에서 쉽게 응집하여 나노 입자를 이루게 되어 나노 와이어의 수율이 저하된다. 또한 나노 와이어 생성시 길이가 길어지면 직경이 두꺼워지고, 직경이 얇으면 길이가 짧아지는 경향이 있어 가늘고 긴 나노 와이어의 제조가 용이 하지 않다. 이에 따라 실용화에 어려움이 있다. 또한, 나노 와이어 형성 반응을 촉진하기 위하여 사용되는 촉매 등의 물질이 나노 와이어의 표면에 잔존하여 표면 산화 또는 부식을 일으키거나 전기 전도도를 저하시키는 등의 문제가 있다. Such nanowires may have excellent electrical conductivity, flexibility, and transmittance such that the transparent electrode may have excellent characteristics. However, the nanowires are easily aggregated in the reaction process to form nanoparticles, thereby decreasing the yield of the nanowires. In addition, when the length of the nanowires are made longer, the diameter becomes thicker, and when the diameter is thin, the length tends to be shorter, which makes it difficult to manufacture long and thin nanowires. Accordingly, there is a difficulty in practical use. In addition, a substance such as a catalyst used to promote the nanowire formation reaction remains on the surface of the nanowires, causing surface oxidation or corrosion, or lowering electrical conductivity.
실시예는 작은 직경 및 긴 길이를 가지고, 향상된 종횡비를 가지는 나노 와이어 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.The example is to provide a nanowire having a small diameter and a long length, and an improved aspect ratio and a method of manufacturing the same.
실시예에 따른 나노 와이어 제조 방법은 제 1 환원력을 가지는 제 1 용매 및 상기 제 2 환원력보다 더 큰 제 2 환원력을 가지는 제 2 용매에 금속 화합물을 첨가하여 가열하여 금속 나노 와이어를 형성하는 단계를 포함한다.Nanowire manufacturing method according to the embodiment includes the step of forming a metal nanowires by heating by adding a metal compound to a first solvent having a first reducing force and a second solvent having a second reducing force greater than the second reducing force. do.
일 실시예에서, 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매는 글라이콜일 수 있다.In one embodiment, the first solvent and the second solvent may be glycol.
일 실시예에서, 상기 제 1 용매는 에틸렌글라이콜이고, 상기 제 2 용매는 프로필렌글라이콜일 수 있다.In one embodiment, the first solvent may be ethylene glycol, and the second solvent may be propylene glycol.
일 실시예에서, 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매의 부피비는 1:1 내지 1:4일 수 있다.In one embodiment, the volume ratio of the first solvent and the second solvent may be 1: 1 to 1: 4.
일 실시예에서, 상기 금속 화합물은 은 화합물일 수 있다.In one embodiment, the metal compound may be a silver compound.
일 실시예에서, 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매는 110℃ 내지 160℃의 온도로 가열될 수 있다.In one embodiment, the first solvent and the second solvent may be heated to a temperature of 110 ℃ to 160 ℃.
실시예에 따라서 형성된 나노 와이어의 직경은 30㎚ 내지 55㎚이고, 상기 나노 와이어의 길이는 20㎛ 내지 60㎛일 수 있다.The diameter of the nanowires formed according to the embodiment is 30nm to 55nm, the length of the nanowires may be 20㎛ to 60㎛.
실시예에 따라서 형성된 나노 와이어의 종횡비는 360 내지 2000일 수 있다.The aspect ratio of the nanowires formed according to the embodiment may be 360 to 2000.
실시예에 따른 나노 와이어 제조 방법은 환원력이 서로 다른 용매들을 사용하여, 금속 화합물을 환원시키고, 금속 나노 와이어를 형성시킨다.In the nanowire manufacturing method according to the embodiment, the metal compound is reduced and metal nanowires are formed by using solvents having different reducing powers.
특히, 환력력이 상대적으로 높은 상기 제 2 용매는 상기 금속 나노 와이어의 길이를 증가시키고, 환원력이 상대적으로 낮은 상기 제 1 용매는 상기 금속 나노 와이어를 가늘게 형성할 수 있다.In particular, the second solvent having a relatively high lift force increases the length of the metal nanowire, and the first solvent having a relatively low reducing force may form the metal nanowire thinly.
즉, 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매에 의해서, 상기 금속 나노 와이어는 가늘고 길게 형성될 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 나노 와이어 제조 방법은 큰 종횡비를 가지는 금속 나노 와이어를 제공할 수 있다.That is, the metal nanowires may be formed to be thin and long by the first solvent and the second solvent. Accordingly, the nanowire manufacturing method according to the embodiment can provide a metal nanowire having a large aspect ratio.
도 1은 실시예에 따른 은 나노 와이어를 제조하는 과정을 도시한 블럭도이다.
도 2는 실시예에 따른 은 나노 와이어의 SEM사진이다.
도 3은 비교예 1에 따른 은 나노 와이어의 SEM사진이다.
도 4는 비교예 2에 따른 은 나노 와이어의 SEM사진이다.1 is a block diagram illustrating a process of manufacturing a silver nanowire according to an embodiment.
2 is a SEM photograph of the silver nanowires according to the embodiment.
Figure 3 is a SEM photograph of the silver nanowires according to Comparative Example 1.
Figure 4 is a SEM photograph of the silver nanowires according to Comparative Example 2.
실시예에 따른 나노 와이어 제조 방법은 용매에 금속 화합물을 첨가하는 단계; 상기 용매를 가열하는 단계; 및 상기 금속 화합물을 이용하여 금속 나노 와이어를 형성하는 단계를 포함한다. 더 자세하게, 상기 용매가 가열된 후, 상기 금속 화합물이 상기 가열된 용매에 첨가될 수 있다.Nanowire manufacturing method according to the embodiment comprises the steps of adding a metal compound to the solvent; Heating the solvent; And forming a metal nanowire using the metal compound. More specifically, after the solvent is heated, the metal compound may be added to the heated solvent.
상기 용매는 제 1 환원력을 가지는 제 1 용매 및 상기 제 2 환원력보다 더 큰 제 2 환원력을 가지는 제 2 용매를 포함할 수 있다. 특히, 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매는 글라이콜일 수 있다.The solvent may include a first solvent having a first reducing force and a second solvent having a second reducing force greater than the second reducing force. In particular, the first solvent and the second solvent may be glycol.
더 자세하게, 상기 제 1 용매는 에틸렌글라이콜이고, 상기 제 2 용매는 프로필렌글라이콜일 수 있다. 이때, 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매의 부피비는 1:2 내지 1:4일 수 있다.In more detail, the first solvent may be ethylene glycol, and the second solvent may be propylene glycol. In this case, the volume ratio of the first solvent and the second solvent may be 1: 2 to 1: 4.
상기 금속 화합물은 은 화합물일 수 있다. 즉, 상기 금속 나노 와이어는 은 나노 와이어일 수 있다. 또한, 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매는 110℃ 내지 160℃의 온도로 가열될 수 있다.The metal compound may be a silver compound. That is, the metal nanowires may be silver nanowires. In addition, the first solvent and the second solvent may be heated to a temperature of 110 ℃ to 160 ℃.
실시예에 따라서 형성된 나노 와이어의 직경은 30㎚ 내지 55㎚이고, 상기 나노 와이어의 길이는 20㎛ 내지 60㎛일 수 있다. 실시예에 따라서 형성된 나노 와이어의 종횡비는 360 내지 2000일 수 있다The diameter of the nanowires formed according to the embodiment is 30nm to 55nm, the length of the nanowires may be 20㎛ to 60㎛. The aspect ratio of the nanowires formed according to the embodiment may be 360 to 2000.
또한, 실시예에 따른 나노 와이어 제조 방법은 상기 용매에 촉매를 첨가하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 용매에는 와이어 형성을 유도하기 위한 캡핑제(capping agent)가 더 첨가될 수 있다.In addition, the nanowire manufacturing method according to the embodiment may include the step of adding a catalyst to the solvent. In addition, a capping agent for inducing wire formation may be further added to the solvent.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 실시예에 따른 은 나노 와이어를 제조하는 과정을 도시한 블럭도이다. 도 2는 실시예에 따른 은 나노 와이어의 SEM사진이다. 도 3은 비교예 1에 따른 은 나노 와이어의 SEM사진이다. 도 4는 비교예 2에 따른 은 나노 와이어의 SEM사진이다.1 is a block diagram illustrating a process of manufacturing a silver nanowire according to an embodiment. 2 is a SEM photograph of the silver nanowires according to the embodiment. Figure 3 is a SEM photograph of the silver nanowires according to Comparative Example 1. Figure 4 is a SEM photograph of the silver nanowires according to Comparative Example 2.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 나노 와이어 제조 방법은, 용매를 가열하는 단계(ST10), 용매에 캡핑제를 첨가하는 단계(ST20), 용매에 촉매를 첨가하는 단계(ST30), 용매에 금속 화합물을 첨가하는 단계(ST40), 용매에 상온의 용매를 추가로 첨가하는 단계(ST50) 및 나노 와이어를 정제하는 단계(ST60)를 포함할 수 있다. 이러한 단계들은 모두 필수적인 것은 아니며 제조 방법에 따라 일부 단계가 수행되지 않을 수 있으며 각 단계의 순서가 바뀔 수도 있다. 상술한 각 단계를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다. Referring to Figure 1, the nanowire manufacturing method according to the embodiment, heating the solvent (ST10), adding a capping agent to the solvent (ST20), adding a catalyst to the solvent (ST30), to the solvent The method may include adding a metal compound (ST40), adding a solvent at room temperature to the solvent (ST50), and purifying the nanowires (ST60). Not all of these steps are necessary and depending on the manufacturing method, some steps may not be performed and the order of each step may be changed. Each step described above will be described in more detail as follows.
용매를 가열하는 단계(ST10)에서는, 용매를 금속 나노 와이어의 형성에 적합한 반응 온도로 가열한다.In the step of heating the solvent (ST10), the solvent is heated to a reaction temperature suitable for the formation of the metal nanowires.
용매로는 폴리올(polyol)을 사용할 수 있다. 이러한 폴리올은 다른 물질들을 혼합하는 용매로서의 역할과 함께, 약한 환원제(mile reducing agent)의 역할을 함께 수행한다. 이에 따라서, 상기 용매는 상기 금속 화합물을 환원시키셔, 금속 나노 와이어 형성할 수 있다.A polyol may be used as the solvent. Such polyols act as a mile reducing agent together with the role of a solvent for mixing different materials. Accordingly, the solvent may reduce the metal compound to form metal nanowires.
상기 용매는 적어도 두 종류 이상의 물질들의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 제 1 용매 및 제 2 용매를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 용매는 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매의 혼합물을 포함할 수 있다.The solvent may be a mixture of at least two kinds of materials. For example, the solvent may include a first solvent and a second solvent. More specifically, the solvent may include a mixture of the first solvent and the second solvent.
상기 제 1 용매는 상대적으로 낮은 제 1 환원력을 가진다. 더 자세하게, 상기 제 1 용매는 상기 제 2 용매보다 더 낮은 환원력을 가진다. 상기 제 1 용매의 예로서는 에틸렌글라이콜 등을 들 수 있다.The first solvent has a relatively low first reducing power. More specifically, the first solvent has a lower reducing power than the second solvent. Ethylene glycol etc. are mentioned as an example of the said 1st solvent.
상기 제 2 용매는 상대적으로 높은 제 2 환원력을 가진다. 더 자세하게, 상기 제 2 용매는 상기 제 1 용매보다 더 높은 환원력을 가진다. 즉, 상기 제 2 환원력은 상기 제 1 환원력보다 더 크다. 여기서, 상기 제 2 환원력은 상기 제 1 환원력에 비하여 상대적으로 더 높다는 것을 의미하는 것이고, 상기 제 1 환원력 및 상기 제 2 환원력은 전체적으로 낮을 수 있다.The second solvent has a relatively high second reducing power. In more detail, the second solvent has a higher reducing power than the first solvent. In other words, the second reducing force is greater than the first reducing force. Here, the second reducing power is relatively higher than that of the first reducing power, and the first reducing power and the second reducing power may be low overall.
상기 제 2 용매의 예로서는 프로필렌글라이콜 등을 들 수 있다. 또한, 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매로 디에틸렌글라이콜, 디프로필렌글라이콜, 1,3-propanediol, 글리세린, 글리세롤 또는 글루코스 등이 사용될 수 있다.Examples of the second solvent include propylene glycol and the like. In addition, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-propanediol, glycerin, glycerol or glucose may be used as the first solvent and the second solvent.
상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매의 비는 상기 반응 온도 및 상기 금속 화합물의 종류 및 특성에 따라서 다양하게 달라질 수 있다. 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매의 부피비는 약 1:2 내지 약 1:4일 수 있다. 예를 들어, 은 나노 와이어를 형성하기 위해서, 에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜의 혼합물이 용매로 사용될 때, 에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜의 부피비는 약 1:2 내지 약 1:4일 수 있다. 더 자세하게, 전체 혼합 용매 중에서, 에틸렌글라이콜의 비율은 약 20vol% 내지 약 30vol%이고, 프로필렌글라이콜의 비율은 약 70vol% 내지 약 80vol%일 수 있다.The ratio of the first solvent and the second solvent may vary in various ways depending on the reaction temperature and the kind and properties of the metal compound. The volume ratio of the first solvent and the second solvent may be about 1: 2 to about 1: 4. For example, to form silver nanowires, when a mixture of ethylene glycol and propylene glycol is used as the solvent, the volume ratio of ethylene glycol and propylene glycol is from about 1: 2 to about 1: 4. Can be. More specifically, in the total mixed solvent, the proportion of ethylene glycol may be about 20 vol% to about 30 vol%, and the proportion of propylene glycol may be about 70 vol% to about 80 vol%.
상기 반응 온도는 상기 용매 및 상기 금속 화합물의 종류 및 특성을 고려하여 다양하게 조절될 수 있다. 특히, 상기 반응 온도는 사용되는 용매에 따라서 다양하게 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 용매가 에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜의 혼합물을 포함하는 경우, 상기 반응 온도는 약 110℃ 내지 약 160℃일 수 있다.The reaction temperature may be adjusted in various ways in consideration of the type and characteristics of the solvent and the metal compound. In particular, the reaction temperature may vary depending on the solvent used. For example, when the solvent comprises a mixture of ethylene glycol and propylene glycol, the reaction temperature may be about 110 ° C to about 160 ° C.
이어서, 용매에 캡핑제를 첨가하는 단계(ST20)에서는, 와이어 형성을 유도하는 캡핑제를 용매에 첨가한다. 나노 와이어 형성을 위한 환원이 너무 빠르게 이루어지면 금속들이 응집되면서 와이어 형상을 이루기 어려운바, 이러한 캡핑제는 용매 내의 물질 들이 적절하게 분산되도록 하여 응집을 방지하는 역할을 한다. Next, in the step of adding a capping agent to the solvent (ST20), a capping agent for inducing wire formation is added to the solvent. If the reduction for forming the nanowire is made too fast, it is difficult to form a wire shape as the metals aggregate, such a capping agent serves to prevent the aggregation by properly dispersing the material in the solvent.
캡핑제로는 다양한 물질을 사용할 수 있는데, 일례로, 폴리비닐피롤리딘(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(CTAB), 세틸트리메틸암모늄클로라이드(CTAC), 폴리아크릴아마이드(PAA) 등을 사용할 수 있다. Various capping agents may be used, for example, polyvinylpyrrolidine (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), cetyltrimethylammonium chloride (CTAC), polyacrylamide (PAA) ) Can be used.
이어서, 용매에 촉매를 첨가하는 단계(ST30)에서는, 천일염, 정제염 또는 AgCl, PtCl2, PdCl2, AuCl3과 같은 할로겐 금속을 촉매로 첨가한다. 이러한 촉매는 다양한 금속 또는 할로겐 원소를 구비하여 금속 나노 와이어 형성을 위한 시드(seed) 형성 및 금속 나노 와이어 형성의 반응을 촉진하는 역할을 한다. Subsequently, in the step of adding the catalyst to the solvent (ST30), sun salt, purified salt or a halogen metal such as AgCl, PtCl 2 , PdCl 2 , AuCl 3 is added as a catalyst. Such a catalyst has various metals or halogen elements to serve to promote reaction of seed formation and metal nanowire formation for forming metal nanowires.
이어서, 용매에 금속 화합물을 첨가하는 단계(ST40)에서는 용매에 금속 화합물을 첨가하여 반응 용액을 형성한다. Subsequently, in the step (ST40) of adding the metal compound to the solvent, the metal compound is added to the solvent to form a reaction solution.
이때, 금속 화합물은 별도의 용매에 녹인 상태로 캡핑제 및 촉매가 첨가된 용매에 첨가될 수 있다. 별도의 용매로는 최초로 사용한 용매와 동일한 물질 또는 다른 물질을 사용할 수 있다. 그리고, 금속 화합물은 촉매를 첨가한 후에 일정 시간이 지난 후에 첨가될 수 있다. 이는 온도를 적절한 반응 온도로 안정화하기 위한 것이다.In this case, the metal compound may be added to a solvent to which a capping agent and a catalyst are added while dissolved in a separate solvent. As a separate solvent, the same material or different materials as the solvent used for the first time may be used. And, the metal compound may be added after a certain time after the addition of the catalyst. This is to stabilize the temperature to an appropriate reaction temperature.
여기서, 금속 화합물은 제조를 원하는 금속 나노 와이어를 형성하기 위한 금속을 포함한 화합물이다. 은 나노 와이어를 형성하고자 할 경우에는 금속 화합물로AgCl, AgNO3 또는 KAg(CN)2 등을 사용할 수 있다. Here, the metal compound is a compound containing a metal for forming the metal nanowires to be manufactured. In order to form silver nanowires, AgCl, AgNO 3 or KAg (CN) 2 may be used as the metal compound.
이와 같이 캡핑제 및 촉매가 첨가된 용매에 금속 화합물을 첨가하면 반응이 일어나면서 금속 나노 와이어의 형성이 시작된다. As such, when the metal compound is added to the solvent to which the capping agent and the catalyst are added, the reaction occurs and the formation of the metal nanowires begins.
본 실시예에서 캡핑제는 AgCl, AgNO3 또는 KAg(CN)2 등과 같은 금속 화합물 100 중량부에 대하여 60 내지 330 중량부만큼 첨가될 수 있다. 캡핑제가 60 중량부 미만으로 첨가된 경우에는 응집 현상을 충분히 방지할 수 없다. 그리고 캡핑제가 330 중량부를 초과하여 첨가된 경우에는 구형, 입방형과 같은 금속 나노 파티클이 형성될 수 있으며, 제조된 금속 나노 와이어에 캡핑제가 잔존하여 전기 전도도를 저하시킬 수 있다. In the present embodiment, the capping agent may be added by 60 to 330 parts by weight based on 100 parts by weight of a metal compound such as AgCl, AgNO 3 or KAg (CN) 2 . When the capping agent is added in less than 60 parts by weight, the agglomeration phenomenon cannot be prevented sufficiently. When the capping agent is added in excess of 330 parts by weight, metal nanoparticles such as spherical and cubic shapes may be formed, and the capping agent may remain on the manufactured metal nanowires to reduce electrical conductivity.
그리고 촉매는 상기 금속 화합물 100 중량부에 대하여 0.005 내지 0.5 중량부만큼 첨가될 수 있다. 촉매가 0.005 중량부 미만으로 첨가된 경우에는 반응을 충분히 촉진할 수 없다. 그리고 촉매가 0.5 중량부를 초과하여 첨가된 경우에는 은의 환원이 급격이 진행되어 은 나노 파티클이 생성되거나 나노 와이어의 직경이 굵어지고 길이가 짧아질 수 있으며, 제조된 금속 나노 와이어에 촉매가 잔존하여 전기 전도도를 저하시킬 수 있다.And the catalyst may be added by 0.005 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal compound. If the catalyst is added at less than 0.005 parts by weight, the reaction cannot be sufficiently promoted. When the catalyst is added in excess of 0.5 parts by weight, the reduction of silver proceeds rapidly to generate silver nanoparticles, or to increase the diameter of the nanowire and to shorten the length thereof. It may lower the conductivity.
이어서, 반응 용액에 상온의 용매를 추가로 첨가하는 단계(ST50)에서는 반응이 시작된 용매에 상온의 용매를 추가로 첨가한다. 이러한 상온의 용매는 최초로 사용한 용매와 동일한 물질 또는 다른 물질을 사용할 수 있다. 일례로, 상온의 용매로는 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜 등의 폴리올을 사용할 수 있다. Subsequently, in the step of further adding a solvent at room temperature to the reaction solution (ST50), a solvent at room temperature is further added to the solvent at which the reaction is started. The solvent at room temperature may use the same material or different materials as the solvent used for the first time. For example, polyols such as ethylene glycol and propylene glycol may be used as the solvent at room temperature.
반응이 시작된 용매는 일정한 반응 온도 유지를 위하여 지속적으로 가열하는 것에 의하여 반응 중에 온도가 상승될 수 있는데, 상술한 바와 같이 반응이 시작된 용매에 상온의 용매를 첨가하여 용매의 온도를 일시적으로 떨어뜨려 반응 온도를 좀더 일정하게 유지시킬 수 있다. The temperature of the solvent may be increased during the reaction by continuously heating the solvent to maintain a constant reaction temperature. As described above, by adding a solvent at room temperature to the solvent at which the reaction is started, the temperature of the solvent is temporarily lowered. The temperature can be kept more constant.
상온의 용매를 추가로 첨가하는 단계(ST50)는 반응 시간, 반응 용액의 온도 등을 고려하여 한 번 또는 여러 번 수행될 수 있다. Further adding the solvent at room temperature (ST50) may be performed once or several times in consideration of the reaction time, the temperature of the reaction solution.
이어서, 나노 와이어를 정제하는 단계(ST60)는 반응 용액에서 금속 나노 와이어를 정제하여 수거한다. Subsequently, the step of purifying the nanowires (ST60) is to collect and collect the metal nanowires in the reaction solution.
좀더 상세하게는 반응 용액에, 물보다 비극성 용매인 아세톤 등을 첨가하면 금속 나노 와이어의 표면에 잔존한 캡핑제에 의하여 금속 나노 와이어가 용액의 하부에 침전된다. 이는 캡핑제가 용매 내에서는 잘 용해되나 아세톤 등에서는 용해되지 않고 응집되어 침전되기 때문이다. 그 후에 상층 용액을 버리면 캡핑제 일부와 형성된 나노 입자 등이 제거된다. More specifically, when acetone, which is a nonpolar solvent than water, is added to the reaction solution, the metal nanowires are precipitated under the solution by the capping agent remaining on the surface of the metal nanowires. This is because the capping agent dissolves well in the solvent but does not dissolve in acetone, but aggregates and precipitates. Subsequently, the supernatant solution is discarded to remove some of the capping agent and the formed nanoparticles.
남은 용액에 증류수를 첨가하면 금속 나노 와이어와 금속 나노 입자가 분산되고, 추가로 아세톤 등을 첨가하면 금속 나노 와이어는 침전되고 금속 나노 입자는 상층 용액 내에 분산된다. 그 후에 상층 용액을 버리면 캡핑제 일부와 응집에 의해 형성된 금속 나노 입자 등이 제거된다. 이러한 공정을 반복 실행하여 금속 나노 와이어를 수거한 후 이를 증류수에 보관한다. 금속 나노 와이어를 증류수에 보관하는 것에 의하여 금속 나노 와이어가 재응집되는 것을 방지할 수 있다.When the distilled water is added to the remaining solution, the metal nanowires and the metal nanoparticles are dispersed, and when acetone or the like is added, the metal nanowires are precipitated and the metal nanoparticles are dispersed in the upper solution. Subsequently, the supernatant solution is discarded to remove some of the capping agent and the metal nanoparticles formed by aggregation. This process is repeated to collect the metal nanowires and store them in distilled water. By storing the metal nanowires in distilled water, it is possible to prevent the metal nanowires from reaggregating.
이와 같이, 실시예에 따른 나노 와이어 제조 방법은 환원력이 서로 다른 제 1 용매 및 상기 제 2 용매를 사용하여, 금속 화합물을 환원시키고, 금속 나노 와이어를 형성시킨다.As described above, in the method of manufacturing nanowires according to the embodiment, a metal compound is reduced by using a first solvent having a different reducing power and the second solvent to form a metal nanowire.
특히, 환력력이 상대적으로 높은 상기 제 2 용매는 상기 금속 나노 와이어의 길이를 증가시키고, 환원력이 상대적으로 낮은 상기 제 1 용매는 상기 금속 나노 와이어를 가늘게 형성할 수 있다. 즉, 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매에 의해서, 상기 금속 나노 와이어는 가늘고 길게 형성될 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 나노 와이어 제조 방법은 큰 종횡비를 가지는 금속 나노 와이어를 제공할 수 있다.In particular, the second solvent having a relatively high lift force increases the length of the metal nanowire, and the first solvent having a relatively low reducing force may form the metal nanowire thinly. That is, the metal nanowires may be formed to be thin and long by the first solvent and the second solvent. Accordingly, the nanowire manufacturing method according to the embodiment can provide a metal nanowire having a large aspect ratio.
예를 들어, 실시예에 따라서 형성된 금속 나노 와이어는 약 55㎚이하의 직경 및 약 30㎛이상의 길이를 가질 수 있다. 더 자세하게, 실시예에 따라서 형성된 금속 나노 와이어는 약 30㎚ 내지 약 55㎚의 직경을 가지고, 약 20㎛ 내지 약 60㎛의 길이를 가질 수 있다. 더 자세하게, 실시예에 따른 금속 나노 와이어는 약 48㎚ 내지 약 52㎚의 직경을 가지고, 약 30㎛ 내지 약 40㎛의 길이를 가질 수 있다.For example, the metal nanowires formed according to the embodiment may have a diameter of about 55 nm or less and a length of about 30 μm or more. In more detail, the metal nanowires formed according to the embodiment may have a diameter of about 30 nm to about 55 nm, and may have a length of about 20 μm to about 60 μm. In more detail, the metal nanowire according to the embodiment may have a diameter of about 48 nm to about 52 nm, and may have a length of about 30 μm to about 40 μm.
이에 따라서, 실시예에 따라서 형성된 금속 나노 와이어는 약 360이상의 종횡비를 가질 수 있다. 더 자세하게, 실시예에 따라서 형성된 금속 나노 와이어는 약 360 내지 약 2000의 종횡비를 가질 수 있다.Accordingly, the metal nanowires formed in accordance with the embodiment may have an aspect ratio of about 360 or more. In more detail, the metal nanowires formed in accordance with an embodiment may have an aspect ratio of about 360 to about 2000.
따라서, 본 실시예에 따라서 형성된 금속 나노 와이어는 전극 등에 사용되는 경우, 높은 광학적 특성 및 전기적인 특성을 가질 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 금속 나노 와이어 자체가 네트워크 구조로 전극을 구성될 수 있다. 이때, 본 실시예에 따른 금속 나노 와이어는 가늘고 길게 형성되기 때문에, 투과도 및 투명도를 높이고, 저항을 감소시킬 수 있다.Therefore, the metal nanowires formed according to the present embodiment may have high optical and electrical properties when used in electrodes or the like. That is, the metal nanowire itself according to the present embodiment may be configured as an electrode in a network structure. At this time, since the metal nanowires according to the present embodiment are thin and long, the transmittance and transparency can be increased, and the resistance can be reduced.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.
실시예Example
에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜을 약 1:2의 비로 혼합하여, 약 2000㎖의 용매를 형성하였다. 상기 용매는 약 130℃로 가열되고, 67g의 폴리비닐피롤리돈을 첨가하여 녹인 후 0.75g의 KBr 및 2.55g의 AgCl을 첨가하였다. 이후, 약 17g의 AgNO3을 1000㎖의 에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜의 혼합액(약 1:2의 비율)에 녹여 폴리비닐피롤리돈, KBr 및 용매의 혼합 용액에 첨가하였다. 그 후 1시간 정도 반응이 계속되도록 하여 은 나노 와이어의 형성을 완료하였다. Ethylene glycol and propylene glycol were mixed at a ratio of about 1: 2 to form about 2000 ml of solvent. The solvent was heated to about 130 ° C. and dissolved by addition of 67 g polyvinylpyrrolidone followed by 0.75 g KBr and 2.55 g AgCl. Thereafter, about 17 g of AgNO 3 was dissolved in a mixed solution of 1000 ml of ethylene glycol and propylene glycol (a ratio of about 1: 2) and added to a mixed solution of polyvinylpyrrolidone, KBr, and a solvent. After that, the reaction was continued for about 1 hour to complete formation of the silver nanowires.
반응이 완료된 용액에 아세톤 500ml를 첨가한 다음 에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜과 은 나노 입자가 분산된 상층 용액을 버렸다. 500 ml of acetone was added to the reaction solution, and the upper solution containing ethylene glycol, propylene glycol, and silver nanoparticles was discarded.
100ml의 증류수를 첨가하여 응집된 은 나노 와이어와 은 나노 입자를 분산시켰다. 그리고 아세톤 500ml를 첨가한 다음 에틸렌글라이콜 및 프로필렌글라이콜과 은 나노 입자가 분산된 상층 용액을 버렸다. 이러한 공정을 3회 반복 실시한 후 10ml의 증류수에 보관하였다.100 ml of distilled water was added to disperse the aggregated silver nanowires and silver nanoparticles. Then, 500 ml of acetone was added, and the upper solution containing ethylene glycol, propylene glycol, and silver nanoparticles was discarded. This process was repeated three times and then stored in 10 ml of distilled water.
비교예Comparative example 1 One
용매(추가로 첨가되는 용액도 포함함)로 프로필렌글라이콜을 사용하지 않고, 에틸렌글라이콜만 사용한 점을 제외하고, 실험예와 동일한 조건으로 진행되었다.It proceeded under the same conditions as the experimental example, except that only ethylene glycol was used without using propylene glycol as a solvent (including additionally added solutions).
비교예Comparative example 2 2
용매로 에틸렌글라이콜을 사용하지 않고, 프로필렌글라이콜만을 사용한 점을 제외하고, 비교예1과 동일한 조건으로 진행되었다.It proceeded under the same conditions as in Comparative Example 1, except that only propylene glycol was used without using ethylene glycol as a solvent.
결과result
아래의 표1 및 도 2 내지 도 4와 같이, 비교예1의 경우, 길이가 실험예에 비하여 짧고, 비교예2의 경우, 실험예에 비하여 두꺼운 직경을 가진다는 것이 도출되었다. 즉, 실험예에서는 가늘고 긴 은 나노 와이어가 형성되었다.As shown in Table 1 below and FIGS. 2 to 4, in the case of Comparative Example 1, the length was shorter than that of the Experimental Example, and in the case of Comparative Example 2, it was derived to have a thicker diameter than the Experimental Example. That is, in the experimental example, the elongate silver nanowire was formed.
상술한 설명에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Features, structures, effects, and the like described in the above description are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. In addition, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments may be modified. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
Claims (9)
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2011
- 2011-07-29 KR KR1020110076295A patent/KR20130014279A/en active Search and Examination
Cited By (3)
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| KR101644185B1 (en) * | 2015-01-26 | 2016-08-03 | 덕산하이메탈(주) | Method for synthesizing core-shell nanowire, core-shell nanowire manufactured by the same, and transparent electrode and organic light emitting diode including the core-shell nanowire |
| US20210060656A1 (en) * | 2017-09-06 | 2021-03-04 | Council Of Scientific And Industrial Research | Continuous flow production of metal nanowires |
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