KR20130132890A - 나노와이어 제조방법, 조성물 및 물품 - Google Patents

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KR20130132890A
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    • B22F1/062—Fibrous particles

Abstract

나노와이어를 제조하는 방법과, 나노와이어를 포함하는 조성물 및 물품이 개시되어 있다. 이러한 방법은 하나 이상의 제품 기하학적 파라미터에 의거해서 나노와이어의 맞춤화된 합성을 허용한다. 이러한 맞춤화된 나노와이어는 전자기기 제품에 유용하다.

Description

나노와이어 제조방법, 조성물 및 물품{NANOWIRE PREPARATION METHODS, COMPOSITIONS, AND ARTICLES}
본 발명은 나노와이어를 제조하는 방법, 나노와이어 함유 조성물 및 이로부터 제조된 물품에 관한 것이다.
본 명세서에 언급된 모든 간행물, 특허 및 특허 문헌은, 개별적으로 참고로서 병합되는 바와 같이, 그들의 전문이 본 명세서에 참조로 병합된다.
미국 특허 가출원 제61/429,853호(출원일: 2011년 1월 5일, 발명의 명칭: NANOWIRE PREPARATION METHODS, COMPOSITIONS, AND ARTICLES)는 그 전문이 참조로 본 명세서에 병합된다.
은 나노와이어(AgNW)는 금속의 고유하고 유용한 와이어 유사 형상이고, 여기서 두 짧은 치수는(두께 치수)는 300㎚ 미만인 반면, 제3치수(길이 치수)는 1마이크론 이상, 바람직하게는 10마이크론 이상이며, 종횡비(두 두께치수 중 큰 쪽에 대한 길이 치수의 비)는 5보다 크다. 이들은 기타 가능한 용도 중에서, 전자 기기 내 도전체로서 또는 광학 장치 내의 소자로서 조사 중에 있다.
AgNW의 제조를 위하여 많은 절차가 제시되어 있다. 이에 대해서는, 예를 들어, Y. Xia 등(Angew . Chem . Int . Ed. 2009, 48, 60)을 참조할 수 있고, 이것은 그 전문이 참조로 본 명세서에 병합된다. 이들은 "폴리올" 과정을 포함하며, 여기서 은염이 폴리비닐피롤리돈(PVP)의 존재 하에 폴리올(전형적으로 에틸렌 글라이콜(EG)) 중에서 가열되어, EG 중 AgNW의 현탁액을 수득하고, 이로부터 와이어가 필요에 따라 단리되고/되거나 정제될 수 있다.
AgNW의 소규모 제조가 보고된 바 있지만, 이들 절차의 반복은 종종 어렵고, (필요에 따라 계획된 용도들 중 몇몇을 위하여) 보다 다량의 와이어를 생산하기 위하여 이들 절차의 확장은 전형적으로 열등한 재료를 초래한다.
이 열등한 재료의 특성 중에는 5 미만의 종횡비를 지니는 높은 수준의 금속 입자(여기서 비-와이어 형상 입자(non-wire-shaped particle)는 간단히 입자라 칭함), 원하는 것보다 평균적으로 짧은 AgNW 및 원하는 것보다 평균적으로 두꺼운 AgNW가 있다. 규모 조절가능한 과정이 명백히 요망된다.
H. Takada는 미국 특허 출원 제2009/0130433호에서 핵 금속 입자를 형성함으로써 금속 나노와이어를 제조하는 방법을 기재하고 있다.
Y. Sun, B. Mayers, T. Herricks 및 Y. Xia(Nano Letters, 2003, 3(7), 955-960)(전문이 참조로 본 명세서에 병합)는, AgNW가 은 금속의 다중 쌍을 이룬 입자(multiply-twinned particles: MTP)의 성장 결과인 것을 제안하였다.
P.-Y. Silvert 등(J. Mater . Chem ., 1996, 6(4), 573-577 및 J. Mater . Chem., 1997, 7, 293-299, 둘 다 그들 전문이 참조로 본 명세서에 병합됨)는, PVP의 존재 하에 EG 중 콜로이드 형태의 은 분산액의 형성을 기재하고 있다. Chen 등(Nanotechnology , 2006, 17, 466-74)(전문이 참조로 본 명세서에 병합됨)은 형태학 상 시드 농도를 변화시키는 효과를 기재하고 있다.
출원인은, 예를 들어, Silvert 등의 절차에 의해, 제조된 콜로이드 형태의 은 분산액이 AgNW를 성장시키는 우수한 "주형(template) 혹은 시드"라고 인식하였다.
이 방법에 의해 제조된 은 "시드"는 단리되어 투과 전자 현미경(TEM)에 의해 특성규명되고, 예상되는 MTP가 현저하게 되는 것으로 판명되었다. 이어서, AgNW는 고온 에틸렌 글라이콜에 시드를 첨가하고 나서, 동시에 에틸렌 글라이콜 중 질산은과 PVP의 용액을 첨가함으로써 제조되었다. 이 혼합물을 상승된 온도에서 유지한 후, 에틸렌 글라이콜 중 AgNW의 현탁액이 얻어진다. AgNW는 필요에 따라 원심분리 및 여과를 비롯한 표준 방법에 의해 단리될 수 있다.
Takada 등과 같은 이전의 AgNW 제제는, 시드를 제조하는 동소(in situ) 접근법(질산은 및 PVP 용액의 주된 첨가 직전에 고온 EG에 질산은의 첨가)을 이용하고 있거나, 또는 이들은 개별의 시딩 단계를 전혀 이용하고 있지 않다. (예를 들어, 문헌[Y. Sun and Y. Xia, Adv . Mater . 2002, 14(11), 833-837] 참조, 이 문헌은 전문이 참조로 본 명세서에 병합됨).
이들 이전의 방법은 AgNW를 수득할 수 있지만, 그들의 형태학적 순도는 고도로 가변적이다. 높은 및/또는 가변적인 수준의 비-와이어 입자가 또한 형성되어, 목적으로 하는 나노와이어의 수율을 저감시켜, 추가의 정제 단계를 필요로 하게 된다.
출원인은, 규모가 증가함에 따라서 이 문제가 악화되는 것을 발견하였다. 이에 대해서, 본 명세서에 기재된 것들과 같은 은 "시드"의 첨가는 규모가 증가하더라도, 재현가능한 낮은 수준의 비-와이어 입자를 지니는 AgNW 제제를 야기한다.
은 나노와이어를 제조하는 공정의 일례는, 콜로이드 형태의 은 분산액을 준비하는 단계(여기서, 상기 분산된 은 입자는 바람직하게는 약 50㎚ 미만, 더욱 바람직하게는 약 25㎚ 미만의 최대 치수를 지니고, 상기 은 입자의 75 개수%가 다중 쌍을 이루는 입자임), 불활성 분위기 하에 상기 콜로이드 형태의 은 분산액을 가열된 폴리올에 첨가하고 이어서 상기 콜로이드 형태의 은 분산액 입자로부터 나노와이어를 성장시키는 조건 하에 폴리올 중에 은염 및 폴리피롤리돈의 용액 혹은 용액들을 첨가하는 단계, 및 얻어진 혼합물을 상승된 온도에서 유지하여 나노와이어 성장을 완결시키는 단계를 포함한다. 폴리올은, 예를 들어, 에틸렌 글라이콜 또는 프로필렌 글라이콜일 수 있다. 콜로이드형태 은 분산액 중의 은의 양은, 예를 들어, 총 은의 0.001 내지 1몰%일 수 있다. 은염은 바람직하게는 질산은이다. 철염이 가열된 폴리올에 첨가될 수 있다. 이러한 철염은, 예를 들어, 염화철(II) 또는 철 아세토닐아세테이트를 포함할 수 있다. 염화물 염은 가열된 폴리올에 첨가될 수 있다. 이러한 염화물 염은, 예를 들어, 염화철(II) 또는 염화나트륨을 포함할 수 있다. PVP 및 은염 용액은, 몇몇 실시형태에 있어서, 실질적으로 동일한 속도로 개별 용액으로서 첨가될 수 있다. 질산은에 대한 PVP의 몰비는, 예를 들어, 약 1:1 내지 약 10:1일 수 있다. 반응 온도는, 예를 들어, 약 130℃ 내지 약 170℃, 또는 약 135℃ 내지 약 150℃일 수 있다. 이 반응물은 바람직하게는 반응 내내 교반된다. 나노와이어는, 예를 들어, 원심분리, 상청액의 제거, 용제(들)의 첨가 및 재분산에 의해 단리 혹은 정제될 수 있다. 나노와이어는 약 50㎚ 내지 약 150㎚, 또는 약 60㎚ 내지 약 110㎚, 또는 약 80㎚ 내지 약 100㎚의 평균 직경을 지닌다.
출원인은, 시드 입자를 이용해서 나노와이어 합성을 행할 때, 시드 입자 중에 공급되는 양에 대한 나노와이어 합성 동안 공급되는 은의 양의 비가 제품인 나노와이어의 각종 기하학적 파라미터, 예를 들어, 나노와이어 길이, 직경, 부피, 표면적 등를 제어하도록 선택될 수 있다는 것을 발견하였다. 즉, 상기 비는 하나 이상의 표적화된 기하학적 파라미터의 함수에 의거해서 선택될 수 있다. 몇몇 실시형태에 있어서, 이러한 함수는 파라미터들 중 하나 이상의 선형 함수, 예컨대, 직접 비례일 수 있거나, 상기 함수는 파라미터들 중 하나 이상의 비선형 함수일 수 있다. 예를 들어, 시드 입자에 공급되는 양에 대한 나노와이어 합성 동안 공급되는 은의 양의 비는 약 55.1 ㎛-1×나노와이어 길이(㎛)일 수 있거나, 또는 상기 비는 약 472 ㎛-2×나노와이어 길이(㎛)×나노와이어 직경(㎛)일 수 있거나, 또는 상기 비는 약 4010 ㎛-3×나노와이어 길이(㎛)×(나노와이어 직경)2(㎛2)일 수 있다.
본 발명의 적어도 몇몇 실시형태는 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온을 포함하는 적어도 하나의 제1조성물을 제공하는 단계, 및 제1환원성 금속 이온과는 원자 번호를 달리하는 적어도 하나의 제2금속 또는 금속 이온, 적어도 하나의 제1보호제, 적어도 하나의 제1용매, 및 시드 입자(seed particle)들을 포함하는 적어도 하나의 제2조성물의 존재 하에, 상기 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온을 적어도 하나의 제1금속으로 환원시키는 단계를 포함하는 방법을 제공하되, 여기서 시드 입자의 적어도 약 75 개수%(number percent)는 다중 쌍을 이룬다(multiply-twinned). 적어도 몇몇 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온은 적어도 하나의 주화(coinage) 금속 이온, 또는 IUPAC 제11족으로부터의 적어도 하나의 이온, 또는 적어도 하나의 은 이온을 포함한다. 몇몇 경우에, 적어도 하나의 제1화합물은 질산은을 포함한다. 적어도 하나의 제2금속 또는 금속 이온은, 예를 들어, IUPAC 제8족으로부터의 적어도 하나의 원소를 포함할 수 있거나, 또는, 예를 들어, 철 또는 철 이온을 포함할 수 있다. 적어도 몇몇 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 제1보호제는 하나 이상의 계면활성제, 하나 이상의 산, 또는 하나 이상의 극성 용제 중 적어도 하나를 포함하거나, 또는, 예를 들어, 폴리비닐피롤리돈을 포함한다. 적어도 몇몇 경우에, 적어도 하나의 제1용매는 적어도 하나의 폴리올, 예를 들어, 하나 이상의 에틸렌 글라이콜, 프로필렌 글라이콜, 글라이세롤, 하나 이상의 당류, 또는 하나 이상의 탄수화물을 포함한다. 적어도 몇몇 실시형태에 있어서, 조성물은 약 0.0001 내지 약 0.1의 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온의 몰에 대한 적어도 하나의 제2금속 또는 금속 이온의 총 몰의 비를 지닌다. 환원은 하나 이상의 온도, 예를 들어, 약 120℃ 내지 약 190℃에서 수행될 수 있다. 적어도 몇몇 실시형태에 있어서, 제2조성물은 적어도 하나의 주화 금속 또는 주화 금속 이온, 또는 IUPAC 제11족으로부터의 적어도 하나의 원소, 예컨대, 은 또는 은 이온을 포함한다.
적어도 몇몇 실시형태는 이러한 방법을 제공하되, 여기서 시드 입자는 적어도 하나의 제3금속 이온을 제공하는 단계 및 적어도 하나의 제3금속 이온을 적어도 하나의 제2보호제 및 적어도 하나의 제2용제와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성된다.
다른 실시형태는 이들 방법 중 어느 하나에 의해 형성된 제1금속 제품을 제공한다. 이러한 제품은, 예를 들어, 나노와이어, 나노큐브, 나노로드, 나노피라미드 또는 나노튜브 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 나노와이어는 약 50 내지 약 150㎚ 또는 약 50 내지 약 110㎚ 또는 약 80 내지 약 100㎚의 평균 직경을 지닐 수 있다. 몇몇 실시형태는 적어도 하나의 이러한 나노와이어를 포함하는 하나 이상의 물품을 제공한다. 이러한 물품은, 예를 들어, 전자 기기를 포함할 수 있다.
또 다른 실시형태는 적어도 하나의 제품 기하학적 파라미터(product geometrical parameter)를 선택하는 단계, 제1양의 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온을 포함하는 적어도 하나의 제1조성물을 제공하는 단계, 제2양의 적어도 하나의 제1금속 또는 금속 이온을 포함하는 적어도 하나의 제2조성물을 제공하는 단계 및 상기 제2양의 적어도 하나의 제1금속 또는 금속 이온의 존재 하에 상기 제1양의 적어도 하나의 제1환원성 금속의 적어도 일부를 적어도 하나의 제1금속으로 환원시키는 단계를 포함하되, 상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비는 상기 적어도 하나의 제품 기하학적 파라미터에 의거해서 특정되는 것인 방법을 제공한다. 상기 적어도 하나의 제품 기하학적 파라미터는, 예를 들어, 길이, 직경, 부피 또는 표면적 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적어도 몇몇 실시형태에 있어서, 상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비는 제품 길이의 함수가 되도록, 또는 제품 길이×제품 직경의 함수가 되도록, 또는 제품 길이×(제품 직경)2의 함수가 되도록, 또는 제품 부피의 함수가 되도록, 또는 제품 표면적의 3/2 거듭제곱(three-half power)의 함수로 되도록 선택될 수 있다. 이러한 함수들은 선형 함수, 예를 들어, 직접 비례(direct proportionality)일 수 있거나, 또는 이들은 비선형 함수일 수 있다. 적어도 몇몇 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온은 주화 금속 이온, IUPAC 제11족으로부터의 이온 또는 은 이온을 포함한다. 몇몇 실시형태는 이러한 방법에 의해 형성된 적어도 하나의 제1금속 제품을 포함하는 적어도 하나의 나노와이어를 제공한다. 기타 실시형태는 이러한 제1금속 제품을 포함하는 물품, 예컨대, 전자 기기를 제공한다.
이들 및 기타 실시형태는 후술하는 도면의 간단한 설명, 도면, 설명, 예시적인 실시형태, 실시예 및 특허청구범위로부터 보다 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따라 제조된 은 시드 입자의 투과 전자 현미경사진을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 실시형태에 따라 제조된 은 시드 입자의 투과 전자 현미경사진을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 실시형태에 따라 제조된 나노와이어의 광학 현미경사진을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 실시형태에 따라 제조된 나노와이어의 주사 전자 현미경사진을 나타낸 도면.
예시적인 실시형태
전문이 참조로 본 명세서에 병합된 미국 특허 가출원 제61/429,853호(출원일: 2011년 1월 5일, 발명의 명칭: NANOWIRE PREPARATION METHODS, COMPOSITIONS, AND ARTICLES)는 이하의 30개의 예시적인 실시형태를 개시하였다:
A. 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온을 포함하는 적어도 하나의 제1조성물을 제공하는 단계; 및
상기 제1환원성 금속 이온과 원자 번호를 달리하는 적어도 하나의 제2금속 또는 금속 이온, 적어도 하나의 제1보호제, 적어도 하나의 제1용매, 및 시드 입자를 포함하는 적어도 하나의 제2조성물의 존재 하에, 상기 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온을 적어도 하나의 제1금속으로 환원시키는 단계를 포함하되,
상기 시드 입자의 적어도 약 75 개수%가 다중 쌍을 이루는 것인 방법.
B. 상기 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온이 적어도 하나의 주화 금속 이온을 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
C. 상기 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온이 IUPAC 제11족으로부터의 적어도 하나의 이온을 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
D. 상기 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온이 적어도 하나의 은 이온을 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
E. 상기 적어도 하나의 제1화합물이 질산은을 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
F. 상기 적어도 하나의 제2금속 또는 금속 이온이 IUPAC 제8족으로부터의 적어도 하나의 원소를 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
G. 상기 적어도 하나의 제2금속 또는 금속 이온이 철 또는 철 이온을 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
H. 상기 적어도 하나의 제1보호제가 하나 이상의 계면활성제, 하나 이상의 산 또는 하나 이상의 극성 용제 중 적어도 하나를 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
J. 상기 적어도 하나의 제1보호제가 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
K. 상기 적어도 하나의 제1용매가 적어도 하나의 폴리올을 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
L. 상기 적어도 하나의 제1용매가 에틸렌 글라이콜, 프로필렌 글라이콜, 글라이세롤, 하나 이상의 당류, 또는 하나 이상의 탄수화물 중 적어도 하나를 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
M. 상기 조성물이 약 0.0001 내지 약 0.1의 상기 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온의 몰에 대한 상기 적어도 하나의 제2금속 또는 금속 이온의 총 몰의 비를 지니는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
N. 상기 환원이 약 120℃ 내지 약 190℃의 하나 이상의 온도에서 수행되는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
P. 상기 제2조성물이 적어도 하나의 주화 금속 또는 주화 금속 이온을 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
Q. 상기 적어도 하나의 제2조성물이 IUPAC 제11족으로부터의 적어도 하나의 원소를 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
R. 상기 적어도 하나의 제2조성물이 은 또는 은 이온을 포함하는 것인 상기 실시형태 A의 방법.
S. 상기 실시형태 A의 방법에 의해 형성된 적어도 하나의 제1금속 제품.
T. 나노와이어, 나노큐브, 나노로드, 나노피라미드 또는 나노튜브 중 하나 이상을 포함하는, 상기 실시형태 S에 따른 제품.
U. 적어도 하나의 나노와이어를 포함하는, 상기 실시형태 S에 따른 제품.
V. 실시형태 U의 적어도 하나의 나노와이어를 포함하는 적어도 하나의 물품.
W. 상기 시드 입자가,
적어도 하나의 제3금속 이온을 제공하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 제3금속 이온을 적어도 하나의 제2보호제 및 적어도 하나의 제2용제와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성된 것인 상기 실시형태 A의 방법.
X. 적어도 하나의 제품 기하학적 파라미터를 선택하는 단계;
제1양의 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온을 포함하는 적어도 하나의 제1조성물을 제공하는 단계;
제2양의 적어도 하나의 제2금속 또는 금속 이온을 포함하는 적어도 하나의 제2조성물을 제공하는 단계; 및
상기 제2양의 적어도 하나의 제2금속 또는 금속 이온의 존재 하에 상기 제1양의 적어도 하나의 제1환원성 금속의 적어도 일부를 적어도 하나의 제1금속으로 환원시키는 단계를 포함하되,
상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비가 상기 적어도 하나의 제품 기하학적 파라미터에 의거해서 특정되는 것인 방법.
Y. 상기 적어도 하나의 제품 기하학적 파라미터가 길이, 직경, 부피 또는 표면적 중 하나 이상을 포함하는 것인, 상기 실시형태 X에 따른 방법.
Z. 상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비는 제품 길이의 함수가 되도록 선택되는 것인, 상기 실시형태 X에 따른 방법.
AA. 상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비는 제품 길이×제품 직경의 제곱의 함수가 되도록 선택되는 것인, 상기 실시형태 X에 따른 방법.
AB. 상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비는 제품 부피의 함수가 되도록 선택되는 것인, 상기 실시형태 X에 따른 방법.
AC. 상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비는 제품 표면적의 3/2 거듭제곱의 함수가 되도록 선택되는 것인, 상기 실시형태 X에 따른 방법.
AD. 상기 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온이 은 이온을 포함하는 것인, 상기 실시형태 X에 따른 방법.
AE. 상기 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온이 제1원소를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2금속 또는 금속 이온이 제2원소를 포함하며, 상기 제1원소는 상기 제2원소와 동일한 것인, 상기 실시형태 X에 따른 방법.
AF. 상기 실시형태 X의 방법에 따라 형성된 적어도 하나의 제1금속 제품.
AG. 상기 실시형태 AF의 적어도 하나의 제1금속 제품을 포함하는 물품.
실시예
실시예 1 - 은 시드의 제조
은 시드는 Silvert의 공정과 마찬가지로 해서 제조하였다(P.-Y. Silvert et al., J. Mater . Chem ., 1996, 6(4), 573-577, 실험 1). 이와 같이 해서, 에틸렌 글라이콜(EG) 150㎖ 중 폴리비닐피롤리돈(PVP)(55,000 분자량) 12.0g의 용액에 질산은 198.7㎎을 첨가하였다. 이 혼합물을 22℃에서 12분 교반하고 나서, 온도를 1　℃/분의 속도에서 115℃까지 상승시켰다. 이 혼합물을 이어서 115℃에서 10분 내지 2시간 동안 유지시켜 은 시드 용액을 수득하였다.
특성 규명을 위하여, 은 시드 용액 11.47g을 아세톤 28.3g으로 희석시키고, 2548 rpm에서 8분 동안 원심분리시켰다. 상청액을 기울여서 따라 버리고 나서, 잔류물에 아이소프로판올을 첨가하고, 초음파 욕(ultrasonic bath) 중에서 5분 동안 침지에 의해 재분산시켰다. 이 분산액의 증발된 점적을 도 1 및 도 2에 표시된 바와 같이 투과 전자 현미경(TEM)으로 조사하였다. 다수의 쌍정면(twin plane)을 지니는 회전타원체형 입자가 관찰되었다. 평균 입자 직경은 23.6 +/- 9.3㎚였다.
실시예 2 내지 6 - 나노와이어의 제조
500㎖ 반응 용기에 EG 280㎖ 및 EG 중 6mM FeCl2 1.28㎖를 주입하였다. 100rpm에서 기계적 교반하면서 실온에서 유리 피펫을 이용해서 적어도 2시간 동안 상기 용액 내로 N2를 버블링시킴으로써 적어도 일부 용해된 가스로 상기 용액을 스트리핑하였다. (이 조작은 이하에서 "탈기"라고 지칭될 것이다). 한편, EG 중 PVP의 0.846M 용액 및 EG 중 AgNO3의 0.282M 용액을 N2로 탈기시켰다. 이 반응 혼합물을 60분 동안 N2 버블링을 계속하면서 145℃까지 가열하고 나서, N2 버블러(bubbler)를 응축기의 상부에 통상의 N2 입구로 대체하여 블랭킷을 제공하고, 기계적 교반을 시작하였다. 이어서, 실시예 1의 은 시드 용액을 표 I에 표시된 양에 따라서 첨가한 직후에, 표 I에 표시된 바와 같이, AgNO3 및 PVP 용액 각각 20㎖를, 이중 시린지 펌프를 이용해서, 25 내지 50분에 걸쳐서 일정 속도로 첨가하였다. 이 반응 혼합물을 표 I에 표시된 바와 같이 145℃에서 60 내지 90분 동안 유지시키고 나서 빙욕에서 냉각시켰다. 얻어진 용액은, 실시예 2에 대해서 도 3 및 도 4에 각각 도시된 바와 같이, 광학 현미경 및 주사 전자 현미경(SEM)을 이용해서 조사되었다. 표 I은 나노와이어 제품의 직경(SEM에 의함)과 길이(광학 현미경에 의함)를 요약하고 있다.
실시예 7 - 표적화된 제품 길이로부터의 은 공급비
시드 용액 중에 공급되는 양에 대한 나노와이어 합성 동안 공급되는 은의 양의 비는, 이하의 방정식에 의거해서, 표적화된 나노와이어 길이와 직경으로부터 계산되었다:
비 = 55.1 ㎛-1
Figure pct00001
(나노와이어 길이, ㎛) (1)
이 비는 수개의 상이한 표적화된 와이어 길이에 대해서 계산되었다. 표 II는 표적화된 나노와이어 길이를 얻기 위하여 방정식 (1)에 의거한 비를 실시예 2 내지 6에서 실험적으로 구한 비와 비교하고 있다.
실시예 8 - 표적화된 제품 길이와 직경으로부터의 은 공급비
시드 용액 중에 공급되는 양에 대한 나노와이어 합성 동안 공급되는 은의 양의 비는, 이하의 방정식에 의거해서, 표적화된 나노와이어 길이와 직경으로부터 계산되었다:
비 = 4010 ㎛-3
Figure pct00002
·(나노와이어 길이, ㎛) (2)
Figure pct00003
(나노와이어 직경, ㎛)2
이 비는 수개의 상이한 표적화된 와이어 길이와 직경에 대해서 계산되었다. 표　III은 표적화된 나노와이어 길이와 직경을 얻기 위하여 방정식 (2)에 의거한 비를 실시예 2 내지 6에서 실험적으로 구한 비와 비교하고 있다.
실시예 9 - 표적화된 제품 길이와 직경으로부터의 은 공급비
시드 용액 중에 공급되는 양에 대한 나노와이어 합성 동안 공급되는 은의 양의 비는, 이하의 방정식에 의거해서, 표적화된 나노와이어 길이와 직경으로부터 계산되었다:
비 = 472 ㎛-2
Figure pct00004
· (나노와이어 길이, ㎛) (3)
Figure pct00005
(나노와이어 직경, ㎛)
이 비는 수개의 상이한 표적화된 와이어 길이와 직경에 대해서 계산되었다. 표　IV는 표적화된 나노와이어 길이와 직경을 달성하기 위하여 방정식 (3)에 의거한 비를 실시예 2 내지 6에서 실험적으로 구해진 비와 비교하고 있다.
표 I
Figure pct00006
표 II
Figure pct00007
표 III
Figure pct00008
표 IV
Figure pct00009

Claims (9)

  1. 적어도 하나의 제품 기하학적 파라미터(product geometrical parameter)를 선택하는 단계;
    제1양의 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온을 포함하는 적어도 하나의 제1조성물을 제공하는 단계;
    제2양의 적어도 하나의 제1금속 또는 금속 이온을 포함하는 적어도 하나의 제2조성물을 제공하는 단계; 및
    상기 제2양의 적어도 하나의 제1금속 또는 금속 이온의 존재 하에 상기 제1양의 적어도 하나의 제1환원성 금속의 적어도 일부를 적어도 하나의 제1금속으로 환원시키는 단계
    를 포함하되, 상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비는 상기 적어도 하나의 제품 기하학적 파라미터에 의거해서 특정되는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제품 기하학적 파라미터는 제품 길이, 제품 직경, 제품 부피 또는 제품 표면적 중 하나 이상을 포함하는 것인, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비는 상기 제품 길이의 함수가 되도록 선택되는 것인, 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비는 상기 제품 직경의 함수가 되도록 선택되는 것인, 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비는 상기 제품 길이×상기 제품 직경의 함수가 되도록 선택되는 것인, 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비는 상기 제품 길이×상기 제품 직경의 제곱의 함수가 되도록 선택되는 것인, 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1양에 대한 상기 제2양의 비는 상기 제품 부피의 함수가 되도록 선택되는 것인, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1환원성 금속 이온은 은 이온을 포함하는 것인, 방법.
  9. 제1항의 방법에 따라 형성된 제1금속 제품을 포함하는 적어도 하나의 나노와이어.
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