[發明專利]一種金屬納米線的定向排布方法

有效

• 申請號: 201710359450.3
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107103944B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 計紅軍;陸驊俊;梁孟;周均博;馬舒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B1/02;B82Y30/00;H01B13/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 覃迎峰

本發明提供了一種金屬納米線的定向排布方法，其包括以下步驟：制備金屬納米線，清洗后用醇類溶劑保存；準備片狀基材，清洗基材的表面，對基材進行臭氧處理5?10分鐘；將處理后的基材兩兩固定于提拉機夾頭處，在70?95℃溶劑中滴加金屬納米線或金屬納米線溶液，將夾頭放置于溶劑中進行提拉，得到導電薄膜。采用本發明的制備方法得到的定向網絡薄膜整體定向明顯，具有高導電性、高透明度的效果；而且能夠實現大面積定向和多層定向；操作簡單，成本低廉。

技術領域

本發明屬于透明導電薄膜技術領域，涉及一種金屬納米線的定向排布方法。

背景技術

隨著科技的發展，透明導電薄膜已經被視為傳統導電玻璃氧化銦錫ITO的重要替代選擇之一，并大量應用于薄膜太陽能電池、液晶屏、觸摸屏、發光二極管等光電器件領域的研究中。對于PET透明導電薄膜來說，高導電性和高透過率是其最重要的兩個參數，但是一般而言，透過率和導電性之間存在著一個反比關系，因此如何通過改進制備方法，從而獲得在導電性和透過率方面都有著明顯優勢的透明導電薄膜是現階段研究的熱點。

目前，主要采取的方法是實現銀納米線在薄膜上的定向排布，從而形成具有規律的導電網絡薄膜，由于定向導電網絡存在著大量的網孔，而非傳統導電網絡中有層層銀納米線的覆蓋，在相同電阻的前提下所需銀納米線大大減少，因此整體的薄膜透明程度較高。此外，銀納米線網絡的電阻主要取決于銀線和銀線之間的搭接接頭，利用定向排布制備的網絡，在相同數量的銀線條件下，其銀線與銀線之間的接頭更少，整體導電性更好，綜上所述，利用定向制備所得薄膜較傳統方法所得薄膜，無論是在導電性還是在透明度上都有著很大的優勢。

可實現銀納米線定向排布的方法有LB膜法、刻蝕法和吹泡法等。LB膜法是利用納米材料在水面的反潤濕行為從而自發獲得單層納米線薄膜，這種方法制備所得薄膜單層定向效果良好，操作較為簡單，缺點是不能進行雙層定向實驗，并且實驗中需要一種有毒的有機溶劑。

另一種比較常用的方法是刻蝕法。其原理是將薄膜利用光刻手段進行刻蝕，使得薄膜表面布滿平行的刻痕，然后將銀納米線溶液滴加在薄膜上，銀線只能順著刻痕排列從而形成定向。這種方法的優點是單層定向排列方向十分統一，缺點是成本大，無法形成大面積定向，不適合實際生產。

發明內容

針對以上技術問題，本發明公開了一種金屬納米線的定向排布方法，使用所述方法制備的雙層定向網絡薄膜整體定向明顯，具有高導電性、高透明度的效果，實現了大面積、可重復的定向排布的效果。

對此，本發明采用的技術方案為：

一種金屬納米線的定向排布方法，其包括以下步驟：

步驟S1，制備金屬納米線，清洗后用醇類溶劑保存；

步驟S2，準備片狀基材，清洗基材的表面，對基材進行臭氧處理5-10分鐘；其中，所述基材優選為耐高溫基材。

步驟S3，將處理后的基材兩兩固定于提拉機夾頭處，在70-95℃ 溶劑中滴加金屬納米線或金屬納米線溶液，將夾頭放置于溶劑中進行提拉，得到導電薄膜。

優選的，步驟S3中，在90℃水浴環境下進行提拉。

當水溫較低時，低于70℃，則溶劑自下而上的對流作用較弱，無法使溶液克服本身重力作用，并形成一個暫時穩定的醇類溶劑/水界面；而當溫度過高時，高于95℃時，水和醇類溶劑的蒸發作用過于強烈，使得界面不穩定，不利于定向提拉。所述醇類溶劑優選為乙醇。

進一步的，所述金屬納米線的直徑為50-100nm，長度為10μm以上，長徑比100-1000。

優選的，所述金屬納米線為銀納米線。

優選的，將銀納米線（Ag NWs）離心清洗后用乙醇保存，銀納米線乙醇溶液的濃度為5mg/ml-25mg/ml。