[發(fā)明專利]制備金屬的納米結(jié)構(gòu)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580040374.5
• 申請(qǐng)日: 2005-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN101076417A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 哈桑·薩霍阿尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號(hào): B22F9/24
• 分類號(hào): B22F9/24
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 郭國(guó)清;樊衛(wèi)民

領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用色酮材料制備金屬的納米結(jié)構(gòu)的方法，以及，在 另一個(gè)方面中，涉及含有色酮陣列和金屬納米結(jié)構(gòu)的制品。

背景

近年來，有越來越多的研究著眼于在納米尺度范圍(即，在0.1至100 納米范圍內(nèi))內(nèi)開發(fā)用于各種技術(shù)應(yīng)用的金屬結(jié)構(gòu)，所述技術(shù)應(yīng)用包括 比如，例如，電子和光學(xué)設(shè)備，生物材料的標(biāo)記，磁記錄媒體，和量 子計(jì)算。

已經(jīng)開發(fā)出許多用于合成/加工金屬納米結(jié)構(gòu)比如，例如，金屬納 米線、納米棒、納米管，和納米帶的方法。現(xiàn)行方法包括，例如，利 用金屬放大工藝(參見，例如，Barbic等，J.Appl.Phys.，91，9341(2002)) 使金屬通過非電鍍沉積進(jìn)入納米孔道膜的孔道內(nèi)從而加工金屬納米 線，以及通過蒸汽-液體-固體(VLS)工藝加工金屬納米線/納米管，該工 藝中包括將氣體反應(yīng)物溶解在金屬溶劑的納米尺度的液滴中，隨后使 單晶導(dǎo)線成核并生長(zhǎng)(參見，例如，Ding等，J.Phys.Chem.B?108，12280 (2004))。但是仍然存在的問題在于控制金屬的納米結(jié)構(gòu)的尺寸和形 狀，以及它們的取向和分布，尤其是在大規(guī)模生產(chǎn)中。

概述

針對(duì)上述內(nèi)容，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到需要這樣一種方法，其用于制備納米 結(jié)構(gòu)并可在相對(duì)大面積下控制金屬的納米結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀，以及它 們的取向和分布。

簡(jiǎn)要地說，在一個(gè)方面，本發(fā)明提供制備金屬的納米結(jié)構(gòu)的方法。 所述方法包括將(a)含有色酮材料的水性組合物，與(b)溶液中的金屬鹽 或金屬微粒的懸浮液，相混合。

用于本文時(shí)，″色酮材料″(或″色酮化合物″)指大的，多環(huán)分子，通 常其特征在于存在疏水核心，該核心由各種親水性基團(tuán)圍繞(參見，例 如，Attwood，T.K.，和Lydon，J.E.，Molec.Crystals?Liq.Crystals，108，349 (1984))。所述疏水核心可以包含芳香和/或非芳香環(huán)。在溶液中時(shí)，這 些色酮材料傾向于以特征為長(zhǎng)程有序的向列型取向聚集。

本發(fā)明還提供制備金屬的納米結(jié)構(gòu)的方法，包括(a)將含有色酮材 料的水性組合物施加于基質(zhì)表面；和(b)將涂覆的表面與含有金屬鹽的 溶液接觸。

本發(fā)明方法能夠以相對(duì)均勻的大小與形狀加工金屬的納米結(jié)構(gòu)。 該方法還能夠在相對(duì)大的面積下得到相對(duì)均勻的分布和長(zhǎng)程的取向或 有序性。

因此，本發(fā)明方法滿足了本領(lǐng)域中關(guān)于改進(jìn)制備金屬的納米結(jié)構(gòu) 的方法的需要。

在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供含有色酮陣列和金屬納米結(jié)構(gòu)的制 品。用于本文時(shí)，″色酮陣列″指以向列相聚集的色酮材料。

附圖說明

圖1是透射電鏡圖，其顯示了含銀納米線的涂層頂示圖。

圖2是透射電鏡圖，其顯示了含銀納米線的涂層側(cè)示圖。

圖3是透射電鏡圖，其顯示了金納米顆粒。

圖4是光學(xué)顯微圖，其顯示了銀納米線。

發(fā)明詳述

任何色酮材料均可用于本發(fā)明方法。可形成色酮相的化合物在本 領(lǐng)域內(nèi)是已知的，并包括，例如，xanthoses(例如，偶氮染料和花青 染料)以及二萘嵌苯(參見，例如，Kawasaki等.，Langmuir?16，5409 (2000)，or?Lydon，J.，Colloid?and?Interface?Science，8，480(2004))。代 表性的色酮材料有用的實(shí)例包括雙-和單-鈀有機(jī)基，氨磺酰取代的銅酞 菁，以及六芳基tryphenylene。

優(yōu)選色酮材料包括那些由如下結(jié)構(gòu)通式之一所表示者：

其中，

R²各自獨(dú)立地選自電子授體基團(tuán)，電子受體基團(tuán)，和電中性基團(tuán)， 和

R³選自取代的或未取代的雜芳環(huán)以及取代的或未取代的雜環(huán)，該 環(huán)通過R³環(huán)內(nèi)的氮原子與三嗪基團(tuán)聯(lián)接。

如上所述，色酮化合物是中性的，但它可以以其他形式存在，例 如，作為兩性或質(zhì)子互變體(例如，當(dāng)氫原子從三嗪環(huán)中的一個(gè)羧基 上解離下來并聯(lián)接到三嗪環(huán)的一個(gè)氮原子上時(shí))。色酮化合物還可以是 鹽如，例如，羧酸鹽。