金属纳米丝的制造方法和金属纳米丝以及银纳米丝的制造方法和银纳米丝技术

本发明专利技术提供能够制造细长的金属纳米丝的金属纳米丝制造方法和采用该制造方法制造的金属纳米丝。一种制造金属纳米丝的方法，包括调制溶液，并以作用于该溶液的简易剪切应力为10mPa·m以下的状态在100～250℃的温度下加热反应10分钟以上的工序，所述溶液包含金属的盐、聚合物、选自卤化物、硫化物、碳酸盐和硫酸盐中的至少一种、和脂肪族醇，在所述加热反应工序中测定溶液的紫外可见吸收光谱变化，以该紫外可见吸收光谱信息为基础来控制反应时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及金属纳米丝的制造方法和采用该方法制造的金属纳米丝以及银纳米 丝的制造方法和采用该方法制造的银纳米丝。
技术介绍
金属纳米丝是直径的粗细为纳米级尺寸的金属，是具有丝状（线状）的形状的导 电性材料。由金属纳米丝形成的导电层（薄膜），导电性和光透过性高，因此被用于例如触 摸屏的透明电极材料等。 作为这样的金属纳米丝的制造方法，例如下述专利文献1中公开了将金属的盐、 聚乙烯吡咯烷酮、氯化物或硝酸盐、和选自乙二醇和丙二醇中的1种以上混合的技术。 在先技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2009-155674号公报
技术实现思路
但是，在上述现有技术中，没有提到在金属纳米丝的制造时由于剪切应力作用于 反应液而导致金属纳米丝产生折曲、切断，难以制造细长的金属纳米丝这样的课题。另外， 存在即使在剪切应力低的条件下使其反应，当反应时间变长时粒子状的杂质增加这样的问 题。 金属纳米丝的直径越细，形成的透明电极等的光透过性越高，另外，其长度越长， 能够以越少的量确保充分的导电性，可谋求由使用量减少带来的透明电极等的成本降低和 光透过性的提高。因此，制造细长的金属纳米丝已成为重要的课题。 本专利技术的目的是提供能够制造细长的金属纳米丝的金属纳米丝制造方法和采用 该方法制造的金属纳米丝、以及银纳米丝的制造方法和采用该方法制造的银纳米丝。 为达到上述目的，本专利技术的一实施方式是一种金属纳米丝的制造方法，该制造方 法的特征在于，包括：调制溶液，以作用于该溶液的简易剪切应力为10mPa ·πι以下的状态在 100~250°C的温度下加热反应10分钟以上的工序，所述溶液包含金属的盐、聚合物、选自 卤化物、硫化物、碳酸盐和硫酸盐中的至少一种、和脂肪族醇，在上述加热反应工序中测定 溶液的紫外可见吸收光谱变化，以该紫外可见吸收光谱信息为基础来控制反应时间。 作为用于制造上述金属纳米丝的金属，优选是选自金、银、铜、铂、钯、钌、钴、镍、 钼、铟、铱和钛中的1种以上，使用这些金属的盐。作为盐，优选相对于所使用的脂肪族醇溶 解性高的硝酸盐、有机羧酸盐、金属醇盐、金属酚盐。 上述聚合物，优选为选自聚乙烯吡咯烷酮、聚N-乙烯基乙酰胺、聚N-乙烯基甲酰 胺、聚乙烯己内酰胺、聚丙烯酰胺中的至少一种，特别优选为聚乙烯吡咯烷酮。 另外，优选：上述卤化物选自 NaCl、CoCl2、SnCl4、CuCl2、NiCl2、FeCl 3、ZnCl2、NaBr、 Nal、KBr、ΚΙ和由R4NC1、R4NBr、R4NI (R是碳原子数为1~12的烷基）所表示的季铵盐，上 述硫化物选自Na2S和K2S，上述碳酸盐选自Na2C0jP K 2C03，上述硫酸盐选自Na2SOJP K 2S04。 再者，从获得的难易度出发，上述季铵盐更优选是R为正烷基的季铵盐。 上述脂肪族醇，优选为溶解上述金属盐、选自添加的卤化物、硫化物、碳酸盐和硫 酸盐中的至少一种，且沸点为l〇〇°C以上的脂肪族醇，另外，为了降低剪切应力优选粘度低， 至少作为脂肪族醇自身的粘度，优选在25°C下为10Pa · s以下。 另外，在上述金属是银，上述脂肪族醇是选自乙二醇和丙二醇中的1种以上的情 况下，上述卤化物、硫化物、碳酸盐和硫酸盐的浓度优选为IX 10 8~1X10 2M。在该条件 的情况下，优选在上述加热工序中测定溶液的紫外可见吸收光谱，在下述时刻将反应停止， 所述时刻是在420nm下的吸收强度（A420)相对于在350nm下的吸收强度（A350)的比率 (A420nm/A350nm)不超过2、且在380nm下的吸收强度（A380)未成为峰值的一半以下的时 刻。 另外，本专利技术的另一实施方式为一种金属纳米丝，其特征在于，是采用上述金属纳 米丝的制造方法制造的。上述金属纳米丝优选为银纳米丝。 根据本专利技术，能够制造细长的金属纳米丝。【附图说明】 图1是适合于制造本专利技术的金属纳米丝的装置的概略说明图。 图2是变更施加于制造时的反应液的剪切应力，在150°C反应了 1小时的反应液的 紫外可见吸收光谱。 图3是变更施加于制造时的反应液的剪切应力，在150°C加热反应1小时而得到的 银纳米丝的扫描型电子显微镜（SEM)图像。 图4是表示对制造时的反应液施加1. 7mPa ·πι的简易剪切应力，加热至150°C使其 反应时的反应液的紫外可见吸收光谱的经时变化（随时间的变化）的图。 图5是对制造时的反应液施加1. 7mPa ·πι的简易剪切应力，在150°C加热反应1. 5 小时以及3小时而得到的银纳米丝的扫描型电子显微镜（SEM)图像。【具体实施方式】 以下，对用于实施本专利技术的方式（以下称为实施方式）进行说明。 本专利技术的实施方式涉及的金属纳米丝的制造方法，其特征之一是，包括调制溶液， 以作用于该溶液的简易剪切应力为10mPa ·πι以下的状态在100~250°C的温度下加热反应 10分钟以上的工序，所述溶液包含金属的盐、聚合物、选自卤化物、硫化物、碳酸盐和硫酸盐 中的至少一种、和脂肪族醇。再者，关于简易剪切应力会在后面描述。 上述工序中的溶液调制，作为一例，可通过向包含聚合物和金属的盐的第1溶液 中混合第2溶液来进行，所述第2溶液包含选自卤化物、硫化物、碳酸盐和硫酸盐中的至少 一种。该情况下，作为上述第1溶液的溶剂和第2溶液的溶剂，包含脂肪族醇。作为另一例， 也可以通过将上述金属的盐、聚合物、选自卤化物、硫化物、碳酸盐和硫酸盐中的至少一种、 和脂肪族醇混合来调制溶液。只要最终能够调制出均匀的溶液，就不特别限制混合的顺序。 上述聚合物，需要溶解于所使用的脂肪族醇中，具体而言优选是选自聚乙烯吡咯 烷酮、聚N-乙烯基乙酰胺、聚N-乙烯基甲酰胺、聚乙烯己内酰胺、聚丙烯酰胺中的至少一 种，特别优选为聚乙烯吡咯烷酮。这些聚合物有助于丝的生长。如果不存在聚合物，则几乎 不能够生长成丝状，大部分作为无定形形状的凝聚粉而生成。 上述脂肪族醇作为金属盐的还原剂发挥作用。脂肪族醇的羟基被用于金属盐的还 原。另外，脂肪族醇需要是溶解用于原料的金属盐、卤化物、硫化物、碳酸盐和硫酸盐的脂 肪族醇，并且优选是在1大气压下的沸点比后述的反应（还原）温度高的（l〇〇°C以上）脂 肪族醇，进而为了降低剪切应力而优选粘度低，至少作为脂肪族醇自身的粘度，在25 °C下优 选为10Pa · s以下、更优选为1. 5Pa · s以下、进一步优选为200mPa · s以下、特别优选为 50mPa · s 以下。 作为脂肪族醇的具体例，优选为选自正辛醇、2-乙基己醇、乙二醇、1，2-丙二醇、 1，3-丙二醇、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、1，3- 丁二醇、1，4- 丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、 丙三醇中的至少一种，特别优选乙二醇、丙二醇。 在上述工序中，以作用于溶液的简易剪切应力为10mPa ·ηι以下、更优选为5mPa ·ηι 以下、进一步优选为2mPa ·πι以下的状态在100~250°C的温度下加热反应10分钟以上，所 述溶液是向第1溶液中混合第2溶液而成的溶液（反应液）、或混合有金属的盐、聚合物、 选自卤化物、硫化物、碳酸盐和硫酸盐中的至少一种、和脂肪族醇的溶液（反应液）。当低 于KKTC时，在将脂肪族醇用于还原剂的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属纳米丝的制造方法，其特征在于，包括以下工序：调制溶液的工序，所述溶液包含金属的盐、聚合物、选自卤化物、硫化物、碳酸盐和硫酸盐中的至少一种、和脂肪族醇；和以作用于所述溶液的简易剪切应力为10mPa·m以下的状态在100～250℃的温度下加热反应10分钟以上的工序，在所述加热反应工序中测定溶液的紫外可见吸收光谱变化，以该紫外可见吸收光谱信息为基础来控制反应时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅沼克昭，酒金婷，能木雅也，菅原徹，荒木徹平，内田博，大籏英树，原真尚，冈崎恵理，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，国立大学法人大阪大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP