一種銀納米線AgNWs材料的定向方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于納米材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種銀納米線AgNWs材料的定向方法。本發(fā)明采用普通載波片，利用洗滌劑與超聲清洗的方法得到清潔的基片表面。采用液體鋪展技術(shù)對AgNWs乙醇或異丙醇懸濁液在普通載玻片上實(shí)現(xiàn)AgNWs的大范圍的定向排列。本發(fā)明提出一種全新的AgNWs定向工藝，并且該工藝具有：不依賴設(shè)備，操作簡單，可重復(fù)性好，成本極低，耗時(shí)極短等優(yōu)點(diǎn)，并最終可以在襯底上得到大范圍的AgNWs的定向排布。而且該方法無毒無殘留，可以廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、生物、與醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
【專利說明】一種銀納米線AgNWs材料的定向方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及一種銀納米線AgNWs材料的定向方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銀納米材料由于其高的傳熱導(dǎo)電性、抗菌性和催化特性，以及其表面等離子共振效應(yīng)(SPR)，已經(jīng)成為近年來研究的熱點(diǎn)。目前，一維銀納米線(AgNWs)材料除了擁有傳統(tǒng)銀材料所具有的優(yōu)秀的導(dǎo)電性、延展性和拉伸性能外，由于其獨(dú)特的納米尺度形貌特征，因而具有與大塊材料所不同的電學(xué)、光學(xué)等一系列特征。當(dāng)前，該材料已經(jīng)可以通過水熱等化學(xué)方法大量的制備，并應(yīng)用于太陽能電池顯示器等作為透明導(dǎo)電電極與材料添加劑中達(dá)到材料改性的目的。最新研究發(fā)現(xiàn)，一維納米材料的排列方式對其宏觀上的光學(xué)以及電學(xué)效應(yīng)有著顯著的影響，所以對納米線狀材料的排布成為該領(lǐng)域目前的研究熱點(diǎn)之一。目前，定向的方法主要采用LB分子膜法、熱蒸發(fā)法以及外加電場、磁場與流體沖擊等方法對一維納米線進(jìn)行定向排布。然而，這些方法對設(shè)備等要求較高，且很難實(shí)現(xiàn)大范圍的定向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明方法采用液體鋪展技術(shù)可以有效地在普通玻璃襯底上實(shí)現(xiàn)AgNWs的大范圍的定向。本發(fā)明方法具體的機(jī)理如下:液體與親水性基底表面接觸，當(dāng)接觸角為O時(shí)，液體會在基底表面發(fā)生鋪展，該鋪展過程中會產(chǎn)生一個(gè)沿著襯底表面的穩(wěn)定的微流。液體中的微流會對AgNWs產(chǎn)生一個(gè)扭矩，使得在液體內(nèi)部的AgNWs沿著一定方向排列并沉積于親水性襯底上。這種液體鋪展技術(shù)由于是常溫下，不依賴設(shè)備，操作簡單，可重復(fù)性好，成本極低，耗時(shí)極短，非常易于工業(yè)化生產(chǎn)；且該方法采用的材料無毒且鋪展后液體蒸發(fā)完全，無液體殘留，所以該方法更具有明顯的優(yōu)勢。因此開發(fā)液體鋪展技術(shù)對AgNWs等一維材料的定向具有非?，F(xiàn)實(shí)的應(yīng)用價(jià)值。
`[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種銀納米線AgNWs材料的定向方法。
[0005]一種銀納米線AgNWs材料的定向方法，利用液體在固體表面的鋪展特性達(dá)到對納米線定向，具體步驟如下:
[0006]a.清洗基片；
[0007]b.配制AgNWs懸池液J^1AgNWs固體加入溶劑中,超聲分散均勻；
[0008]c.鋪展AgNWs:將基片水平放置，將配制好的AgNWs懸濁液滴到基片上，靜置直到AgNWs懸濁液鋪展完成；
[0009]d.干燥:將鋪展完成的AgNWs懸濁液及基片進(jìn)行干燥，干燥后在樣品表面得到一層具有衍射效果的透明薄膜。
[0010]所述基片為市售載玻片、石英片或硅片。
[0011]所述步驟a中的基片清洗方法為:利用洗滌劑溶液去除油污污染物，同時(shí)在40°C溫度下超聲10min-15min，再用去離子水或超純水沖洗干凈。[0012]所述洗滌劑溶液中洗滌劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%_12%。
[0013]所述步驟b中AgNWs固體的長度為30 μ m-80 μ m，直徑為100nm-300nm ;所述AgNWs固體與溶劑的用量比為:所述超聲時(shí)間為10min-20min。
[0014]所述步驟b中配制好的AgNWs懸池液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%_3%，以保證適當(dāng)?shù)囊后w粘度與液體-固體的接觸角，有利于AgNWs的均勻分散以及AgNWs懸濁液在基片上的均勻鋪展。
[0015]所述步驟b中溶劑為乙醇或異丙醇，以保證AgNWs的均勻分散。
[0016]所述步驟c中取5 μ L-1O μ L配制好的AgNWs懸濁液滴到基片上，進(jìn)行鋪展，保證AgNWs排列均勻,鋪展時(shí)間為5s-10s,所得到AgNWs的定向排列的面積為lcm2_4cm2。
[0017]所述步驟d中干燥方法為:將鋪展完成的AgNWs懸濁液及基片在干燥箱中，于恒溫70°C 溫度下干燥 10min_15min。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]采用本發(fā)明的方法可以在基片上實(shí)現(xiàn)AgNWs的大范圍的定向排列。而且，該定向方法操作簡單、可重復(fù)性好，成本極低，耗時(shí)極短，使用的材料無毒，且當(dāng)AgNWs定向排布后無其他材料殘留，該方法可以在半導(dǎo)體、生物、與醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明簡化AgNWs定向的工藝過程，并獲得大范圍的AgNWs定向效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為所采用AgNWs原材料的掃描電子顯微鏡形貌表征圖；
[0021]圖2為實(shí)施例1載玻片上定向排列的AgNWs光學(xué)顯微鏡(米用的是上海永亨光學(xué)儀器公司的IOXB — PC型明暗場正置金相顯微鏡，測試條件:暗場)形貌表征圖；
[0022]圖3為實(shí)施例2載玻片上定向排列的AgNWs光學(xué)顯微鏡(米用的是上海永亨光學(xué)儀器公司的IOXB — PC型明暗場正置金相顯微鏡，測試條件:暗場)形貌表征圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明提供了一種銀納米線AgNWs材料的定向方法，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0024]實(shí)施例1 [0025](I)基片為載玻片，大小2.5cmX7.5cm，放于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%洗滌劑溶液中，40°C超聲15min ;采用去離子水沖洗Imin ;干燥IOmin ；
[0026](2)稱取0.1g長度在30 μ m-80 μ m范圍內(nèi)的市售AgNWs樣品，如圖1所示，加入IOmL乙醇，超聲分散lOmin，得到AgNWs懸濁液；
[0027](3)取7 μ L配制好的AgNWs懸濁液滴到清洗好的載玻片上，懸濁液鋪展過程約5s結(jié)束。
[0028](4)將上述樣品在干燥箱中70°C干燥。
[0029](5)將定向排列的AgNWs納米線樣品保存在干燥器中，如圖2所示。
[0030]實(shí)施例2
[0031](I)基片為載玻片，大小2.5cmX7.5cm，放于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%洗滌劑溶液中，40°C超聲15min ;采用去離子水沖洗Imin ;干燥IOmin ；[0032](2)稱取0.1g長度在30 μ m-80 μ m范圍內(nèi)的市售AgNWs樣品，如圖1所示，加入IOmL異丙醇,超聲分散IOmin,得到AgNWs懸池液；
[0033](3)取7 μ L配制好的AgNWs懸濁液滴到清洗好的載玻片上，懸濁液鋪展過程約IOs結(jié)束。
[0034](4)將上述樣品在干燥箱中70°C干燥。
[0035](5)將定向排列的AgNWs樣品保存在干燥器中，定向結(jié)果如圖3所示。
[0036]本發(fā)明采用普通載波片，利用洗滌劑超聲的方法得到清潔的基片表面。避免了傳統(tǒng)的清洗方法的費(fèi)時(shí)費(fèi)力、工藝復(fù)雜、效率較低、且所需原料有毒的缺點(diǎn)。對于AgNWs懸濁液的制備，是將AgNWs樣品加入乙醇中超聲10min-20min,直至懸池液中無肉眼可見的固體顆粒。然后，取7μ L的AgNWs懸濁液滴到基片上，等待懸濁液鋪展完成。溶劑可以根據(jù)需要采用乙醇或異丙醇，因?yàn)锳gNWs在乙醇中分散性的較差，必須長時(shí)間超聲，而其在異丙醇中分散效果較好，但異丙醇的有毒，不利于其在生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用。最后，將樣品置于干燥箱中70°C干 燥，在樣品表面可以發(fā)現(xiàn)一層有明顯散射效果的半透明薄膜。
【權(quán)利要求】
1.一種銀納米線AgNWs材料的定向方法，其特征在于，利用液體在固體表面的鋪展特性達(dá)到對納米線定向，具體步驟如下: a.清洗基片； b.配制AgNWs懸池液J^AgNWs固體加入溶劑中,超聲分散均勻； c.鋪展AgNWs:將基片水平放置，將配制好的AgNWs懸濁液滴到基片上，靜置直到AgNWs懸濁液鋪展完成； d.干燥:將鋪展完成的AgNWs懸濁液及基片進(jìn)行干燥，干燥后在樣品表面得到一層具有衍射效果的透明薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米線AgNWs材料的定向方法，其特征在于:所述基片為市售載玻片、石英片或硅片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米線AgNWs材料的定向方法，其特征在于，所述步驟a中的基片清洗方法為:利用洗滌劑溶液去除油污污染物，同時(shí)在40°C溫度下超聲10min-15min，再用去離子水或超純水沖洗干凈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種銀納米線AgNWs材料的定向方法，其特征在于:所述洗滌劑溶液中洗滌劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%_12%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米線AgNWs材料的定向方法，其特征在于:所述步驟b中AgNWs固體的長度為30μπι-80μπι，直徑為100nm-300nm ;所述超聲時(shí)間為10min_20mino
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種銀納米線AgNWs材料的定向方法,其特征在于:所述步驟b中配制好的AgNWs懸濁液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%-3%，以保證AgNWs的均勻分散以及AgNWs懸濁液在基片上的均勻鋪展。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米線AgNWs材料的定向方法,其特征在于:所述步驟b中溶劑為乙醇或異丙醇，以保證AgNWs的均勻分散。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米線AgNWs材料的定向方法,其特征在于:所述步驟c中取5 μ L-10 μ L配制好的AgNWs懸濁液滴到基片上，進(jìn)行鋪展，保證AgNWs排列均勻，鋪展時(shí)間為5s-10s,所得到AgNWs的定向排列的面積為lcm2-4cm2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀納米線AgNWs材料的定向方法,其特征在于,所述步驟d中干燥方法為:將鋪展完成的AgNWs懸濁液及基片在干燥箱中，于恒溫70°C溫度下干燥 10min-15mino
【文檔編號】C30B29/62GK103820861SQ201410101292
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】李美成, 戴菡, 丁瑞強(qiáng), 吳帥錦, 楊海剛 申請人:華北電力大學(xué)