含有纳米级颗粒的物品或组合物；使用或生产该颗粒的方法技术

描述了一种纳米级的ＵＶ吸收颗粒，该颗粒有高的ＵＶ吸收横截面，而对可见光可有效透过。该颗粒可用来防护个人免受有害的紫外辐射。这些颗粒也可用于工业加工，尤其是生产产生有高长宽比的光刻胶材料（５０２）边界的固态电子设备。紫外吸收颗粒也可以用作光催化剂，当暴露于ＵＶ光下时就变成强氧化剂。激光高温分解提供了一种生产合适颗粒的有效方法。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属氧化物颗粒，该金属氧化物能有效吸收紫外光，用于阻断UV和光催化材料。本专利技术还涉及制备金属氧化物颗粒的方法。尽管紫外光可以被用于工业处理中，但与紫外光接触对生物有机体有有害的影响。有害的紫外光可来自太阳光和人工光源。由于UV-吸收臭氧层的个别区域显著降低，就在全世界的一些地区增加了暴露到天然太阳光来的紫外光的危险。这就需要降低人体暴露到有害紫外光的经济有效的方法。另一方面，某些工业处理使用UV光作为处理工具。为了在处理显微元件中有效利用紫外光，精确控制光的吸收是有利的。另外，光催化剂材料在暴露到合适的光下时能催化化学反应。利用这些工业处理的有效方法能很大地拓展它们的工业应用范围。小颗粒，尤其是纳米级的颗粒，被用作紫外光的吸收剂。由于它们的大小很小，纳米级颗粒对可见光相对是可透过的。类似地，UV吸收波谱取决于颗粒的直径。激光高温分解提供了一种重要的UV吸收源，即具有窄的粒径分布的纳米级颗粒。这些颗粒可用于生产UV屏蔽材料。这些颗粒也对生产使用光刻胶制造的电路板上的电子元件的清晰边界非常有用。另外，也可以使用紫外吸收颗粒作为光催化剂，在UV光照射下产生氧化电位。第一个方面，本专利技术的特征在于一种灯泡，该灯泡包括一个光源和一个基本上对可见光是透明的光屏，光屏含平均直径小于约100nm的金属氧化物颗粒。光屏还包括硅玻璃或有机聚合物。光源包括白炽灯丝，荧光灯或卤素灯。颗粒的平均直径优选为约5nm到约50nm。金属氧化物颗粒包括二氧化钛、氧化锌、二氧化锌或二氧化铈。另一方面，本专利技术的特征在于一种外用油膏，包括一种油膏载体和一种包括金属氧化物的结晶颗粒，该结晶颗粒的平均直径小于100nm和粒径分布为至少约95％的颗粒的直径大于平均直径的60％并小于平均直径的140％。结晶颗粒的平均直径优选为约5nm到约50nm。另一方面，本专利技术的特征在于一种窗口，包括一个基本上透明的基质和包括金属氧化物的颗粒，颗粒的平均直径小于约100nm。颗粒的平均直径优选为约5nm到约50nm。另一方面，本专利技术的特征在于一种光刻胶组合物，包括一种光激活组合物和含金属氧化物的颗粒，颗粒的平均直径为约5nm到约150nm。另一方面，本专利技术的特征在于一种生产UV吸收层的方法，包括在低温下把一层颗粒涂到基本上透明的基片上的步骤，这些颗粒包括金属氧化物，平均粒径为约5nm到100nm。另一方面，本专利技术的特征在于一种包括自我清洗表面的物品，该表面包括暴露到UV光下能光催化的松散的颗粒，所述颗粒的平均直径为约5nm到150nm。自我清洗表面是可活动的。颗粒可包括TiO2。颗粒的粒径分布为至少约95％的颗粒的直径大于平均直径的约60％和小于平均直径的约140％。另一方面，本专利技术的特征在于一种纯化流体的方法，包括使流体与含暴露在UV下能光催化的光松散颗粒的表面接触的步骤，颗粒的平均直径为约5nm到约150nm，其中该表面被暴露在UV光下。另一方面，本专利技术的特征在于一种清洗硬表面的方法，包括把硬表面暴露在UV光下的步骤，该硬表面含有暴露在UV下能光催化的松散的颗粒，所述颗粒的平均直径为约5nm到约150nm。另一方面，本专利技术的特征在于一种生产二氧化钛颗粒的方法，包括在一个反应室中高温分解一种含有一种锌前体、一种氧化剂和一种辐射吸收气体的分子流的步骤，其中高温分解是由从激光束吸收的热驱动的。激光束优选包括红外光，可由CO2激光器产生。氧化剂可是O2、O3、CO和CO2。在优选的实施方案中，喷嘴产生的分子流相对于正交方向基本上是一维延长的。从详细的说明和下面的权利要求书，本专利技术的其它特点和优点将是显而易见的。附图简述附图说明图1是颗粒直径降低对表面积的影响的示意说明。图2是取自激光辐射路径中间的激光高温分解装置的一个实施方案的示意性剖面图。上部的插图是注入嘴的底视图，下部的插图是收集嘴的俯视图。图3是激光高温分解装置的另一个实施方案的反应室的示意性透视图，其中室中的材料被描绘成透明的，以显示该装置的内部结构。图4是图2的反应室沿4-4线的剖面图。图5是用于加热颗粒的炉具的示意性剖面图，该剖面图通过石英管的中央。图6是本专利技术油膏的示意表示图。图7是加入到基片的UV阻挡材料的示意表示图。图8是加入到光源的UV阻挡材料的示意表示图。图9是与光刻胶结合使用以在基片图案中获得更高清晰度边界的UV吸收颗粒的示意表示图。图10是用作基片上的图案的掩膜的UV吸收颗粒的示意表示图。优选实施方案的描述已经发现平均直径小于约1000nm，尤其是小于约100nm的金属氧化物颗粒是设计来阻挡或利用紫外光的系统的有用成分。其中二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、二氧化锌(ZnO2)和二氧化铈(CeO2)是最引人注意的。因为颗粒的尺寸小，光散射就可以忽略不计，这样颗粒一般就对可见光是透过的。另一方面，可以通过适当选择颗粒直径的分布控制颗粒的紫外吸收特性。如下文所述的激光高温分解是一种有效的产生具有所选择的平均粒径和窄的平均粒径分布的金属氧化物颗粒的方法。用于生产适当的纳米级金属氧化物颗粒的激光高温分解的成功应用的一个基本特征是一种含有金属前体化合物的分子流，一种辐射吸收剂和一种氧源。该分子流被一个强的激光束高温分解。由激光辐射的吸收产生的强热诱导金属化合物前体在氧化环境中反应。激光高温分解使在热力学平衡条件下很难形成的金属氧化物颗粒形成。当分子流离开激光束时这些颗粒被快速淬火。用激光高温分解产生的金属氧化物颗粒能经受进一步的处理以改变和/或改善颗粒的特性。对于给定重量的材料，颗粒的尺寸变小导致表面积显著增大。在图1中图示了增大的表面积，假定的条件是颗粒是球形并没有凝聚。颗粒增大的表面积对一定的应用例如催化剂是直接有利的。另外，对于给定量的材料，较大的面积可以增大UV吸收横截面。A.颗粒生产激光高温分解已被发现是一种有价值的生产所需要的纳米级金属氧化物颗粒的工具。此外，由激光高温分解产生的金属氧化物颗粒是用于进一步加工拓展生产所需的金属化合物颗粒方法的方便的材料。因而，单独使用激光高温分解或与其它的方法组合使用，可生产出各种金属氧化物颗粒。在一些情况下，可通过其它的生产途径生产出与它们相当的颗粒。反应条件决定由激光高温分解产生的颗粒的质量。激光高温分解反应的反应条件可被相对精确地控制，以生产具有所需性能的颗粒。生产某些类型的颗粒的适当的反应条件通常依赖于特定的装置的设计。虽然如此，对反应条件和得到的颗粒之间的关系可归纳出一些一般性的规律。激光功率的增加造成在反应区域的反应温度增加和淬火速率的加快。较快的淬火速率易于促成高能结构。类似地，反应室压力的增加也易于促成高能结构。另外，在反应流中的氧源浓度的增加易于促成含氧量增加的金属氧化物，即，金属的较高氧化状态，对于多种金属是其稳定的氧化状态。反应气体流动速率和反应气流的速率与颗粒尺寸呈反相关，因而提高反应气体流速倾向于产生较小的颗粒尺寸。而且，颗粒的生长动力学对得到的颗粒的大小具有显著的影响。换句话说，在相似的条件下金属氧化物的不同的结晶形式倾向于从其它的结晶形式形成不同大小的颗粒。激光功率对颗粒大小也有影响，激光功率提高对较低熔点材料来说易于形成较大的颗粒，对较高熔点的材料来说易于形成较小的颗粒。适用的金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灯泡，包括一个光源和一个基本上对可见光是透明的光屏，光屏含平均直径小于约１００ｎｍ的金属氧化物颗粒。

【技术特征摘要】
US 1997-10-31 08/962,5151.一种灯泡，包括一个光源和一个基本上对可见光是透明的光屏，光屏含平均直径小于约100nm的金属氧化物颗粒。2.如权利要求1所述的灯泡，其中基本上透明的材料包括硅玻璃。3.如权利要求1所述的灯泡，其中基本上透明的材料包括有机聚合物。4.如权利要求1所述的灯泡，其中光源包括白炽灯丝。5.如权利要求1所述的灯泡，其中光源包括荧光灯。6.如权利要求1所述的灯泡，其中光源包括卤素灯。7.如权利要求1所述的灯泡，其中颗粒的平均直径为约5nm到约50nm。8.如权利要求1所述的灯泡，其中金属氧化物颗粒包括二氧化钛、二氧化锌或二氧化铈。9.一种外用油膏，包括一种油膏载体和一种包括金属氧化物的结晶颗粒，该结晶颗粒的平均直径小于100nm和粒径分布为至少约95％的颗粒的直径大于平均直径的60％并小于平均直径的140％。10.如权利要求所述的外用油膏，其中结晶颗粒的平均直径为约5nm到约50nm。11.一种窗口，包括一种基本上透明的基质和包括金属氧化物的颗粒，颗粒的平均直径小于约100nm。12.如权利要求11所述的窗口，其中颗粒的平均直径为约5nm到约50nm。13.一种光刻胶组合物，包括一种光激活组合物和含金属氧化物的颗粒，颗粒的平均直径为约5nm到约150nm。14.一种生产UV...

【专利技术属性】
技术研发人员：神部信幸，毕向欣，
申请(专利权)人：美商纳克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]