带纳米线的膜及纳米线的制造方法技术

本发明专利技术提供在基材上直接生长有纳米线的带纳米线的膜、以及使纳米线在基材上直接生长的纳米线的制造方法。具体而言，带纳米线的膜具备由结晶性树脂构成的基材和在基材上直接生长的由金属氧化物构成的纳米线，在基材的表面形成微细的凹凸结构，使纳米线从该凹凸结构直接生长。另外，具备由非晶态的树脂构成的基材、和在基材上直接生长的由金属氧化物构成的纳米线，在基材的表面形成间距为2～100nm、深度为5～30nm的微细的凹凸结构，使纳米线从该凹凸结构直接生长。凹凸结构直接生长。凹凸结构直接生长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带纳米线的膜及纳米线的制造方法


[0001]本专利技术涉及在基材上生长有纳米线的带纳米线的膜、以及在基材上制造纳米线的方法。

技术介绍

[0002]作为由氧化锌等金属氧化物构成的纳米线(纳米棒)的制造方法，已知有化学气相法、激光沉积法、水热合成法等各种方法。
[0003]其中，水热合成法能够比较简单地制造纳米线。例如，在专利文献1中公开了如下方法：将在表面形成有晶种层的基材浸渍于混合有硝酸锌和六亚甲基四胺的水溶液中，在30℃～100℃的温度下使氧化锌纳米线生长。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2011
‑
36995号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的课题
[0008]以往的纳米线的制造方法无例外地需要在基材上预先形成用于使纳米线生长的晶种层。因此，存在制造成本高的问题。另外，对在晶种层上生长的纳米线进行剥离回收时，存在晶种层的杂质混入纳米线的问题。
[0009]然而，迄今为止，没有不在基材上形成晶种层而直接生长纳米线的方法。在现有技术中，对于改善多余的粉末层的形成、以及粉末的落下和刮板中的非有效的动作的方法没有任何建议。
[0010]本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其主要目的在于提供在基材上直接生长有纳米线的带纳米线的膜、以及在基材上直接生长纳米线的纳米线的制造方法。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本专利技术的带纳米线的膜具备由结晶性树脂构成的基材和在基材上直接生长的由金属氧化物构成的纳米线，在基材的表面形成有微细的凹凸结构，纳米线从该凹凸结构直接生长，本专利技术的纳米线的制造方法包括：工序(a)，准备由结晶性树脂构成的基材；工序(b)，在基材的表面形成微细的凹凸结构；和工序(c)，使基材浸渍于水热合成溶液，使由金属氧化物构成的纳米线在形成于基材的表面的凹凸结构上直接生长。
[0013]本专利技术的带纳米线的膜具备由非晶态的树脂构成的基材、和在基材上直接生长的由金属氧化物构成的纳米线，在基材的表面形成间距为2～100nm、深度为5～30nm的微细的凹凸结构，纳米线从该凹凸结构直接生长。
[0014]本专利技术的纳米线的制造方法包括：工序(a)，准备由非晶态的树脂构成的基材；工序(b)，在基材的表面形成间距为2～100nm、深度为5～30nm的微细的凹凸结构；和工序(c)，使基材浸渍于水热合成溶液，使由金属氧化物构成的纳米线在形成于基材的表面的凹凸结
构上直接生长。
[0015]专利技术效果
[0016]根据本专利技术，能够提供在基材上直接生长有纳米线的带纳米线的膜、以及使纳米线在基材上直接生长的纳米线的制造方法。
附图说明
[0017]图1的(A)、(B)是生长有纳米线的试样的明场
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扫描透射型电子显微镜照片。
[0018]图2的(A)是表示生长有纳米线的试样的基于能量色散型X射线分析进行了元素分析的结果的曲线图，图2(B)是进行了元素分析的试样的截面的扫描透射型电子显微镜照片。
[0019]图3是生长有ZnO纳米线的试样的截面的扫描透射型电子显微镜照片。
[0020]图4的(A)～(D)是表示ZnO纳米线的制造方法的工序图。
[0021]图5是固定聚酰亚胺膜或聚碳酸酯膜的夹具的截面图。
[0022]图6的(A)、(B)是生长有纳米线的试样的明场
‑
扫描透射型电子显微镜照片。
[0023]图7是生长有ZnO纳米线的试样的截面的扫描透射型电子显微镜照片。
具体实施方式
[0024][第一章][0025]在说明本专利技术之前，对想到本专利技术的原委进行说明。需要说明的是，在该第一章中，对图1～图5的符号10为聚酰亚胺膜的情况进行说明。
[0026]本申请专利技术人进行了将硅晶片用于基材并使纳米线在该基材上生长的技术的开发。需要说明的是，晶种层是在硅晶片的表面溅射蒸镀铬而形成的。
[0027]但是，由于硅晶片昂贵，因此为了降低制造成本，进行了使用树脂膜(聚酰亚胺)作为基材并使纳米线在该基材上生长的技术的研究。
[0028]然而，由于难以在树脂膜上直接溅射蒸镀铬而形成晶种层，因此需要在树脂膜上通过溅射蒸镀形成氧化硅膜，在该氧化硅膜上溅射蒸镀铬而形成晶种层。因此，由于新增加了氧化硅膜的形成工艺，因此无法降低制造成本。
[0029]因此，本申请专利技术人等考虑了是否可以不在树脂膜上形成晶种层而直接使纳米线生长。
[0030]本申请专利技术人等进行了长年的技术(表面改性技术)研究，对树脂膜实施表面处理、改变表面状态，由此赋予与母材不同的功能。例如，进行了通过对树脂膜实施表面处理来提高与形成于树脂膜上的膜的密合性的技术的开发。
[0031]本申请专利技术人等着眼于该表面改性技术。即，考虑了能否通过利用表面改性技术在树脂膜的表面显现使纳米线生长那样的晶种性。例如，认为通过对树脂膜实施表面处理，对树脂膜的表面赋予某些活性化，该活化的状态有可能成为纳米线生长的核。
[0032]在此，本申请专利技术人等使用作为结晶性的树脂材料的聚酰亚胺膜进行了实验。具体而言，在对聚酰亚胺膜(东丽
·
杜邦制“Kapton V”)实施表面处理后，将该聚酰亚胺膜浸渍于混合有硝酸锌(Zn(NO3)2/6H2O)和六亚甲基四胺(C6H
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N4)的水溶液中，使氧化锌(ZnO)的纳米线生长。需要说明的是，在此使用的基于水热合成法的纳米线的生长使用公知的方
法。
[0033]对表面处理的条件进行各种改变而进行了实验，结果发现了在某条件下实施了表面处理的聚酰亚胺膜的表面直接生长有ZnO纳米线这一令人惊讶的事实。
[0034]图1(A)、(B)是生长有纳米线的试样的明场
‑
扫描透射型电子显微镜(BF
‑
STEM)照片，图1(A)是平面照片，图1(B)是截面照片。
[0035]如图1(A)、(B)所示，能够确认在聚酰亚胺膜10上生长有柱状的纳米线。
[0036]另外，图2(A)是表示如图2的(B)所示那样沿着箭头P的方向对生长有纳米线的试样的截面的区域A进行基于能量分散型X射线分析(EDX)的元素分析的结果的曲线图。在此，在图2(B)中，符号10表示聚酰亚胺膜，符号20表示生长的纳米线。另外，在图2(A)中，箭头Q所示的位置表示聚酰亚胺膜10与纳米线20的界面。
[0037]如图2(A)所示，可知在存在纳米线20的区域中存在锌(Zn)和氧(O)。另一方面，可知在存在聚酰亚胺膜10的区域中存在碳(C)和氮(N)。需要说明的是，在界面Q的附近，未检测到上述以外的元素。由该分析结果可知，在聚酰亚胺膜10上直接生长ZnO纳米线20。
[0038]然而，与在实施了表面处理的聚酰亚胺膜10上生长了ZnO纳米线相对的是，在未实施表面处理的聚酰亚胺膜10中，ZnO纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种带纳米线的膜，其具备由结晶性树脂构成的基材、和在所述基材上直接生长的由金属氧化物构成的纳米线，其中，在所述基材的表面形成有微细的凹凸结构、且所述纳米线从该凹凸结构直接生长。2.根据权利要求1所述的带纳米线的膜，其中，所述凹凸结构形成为尺寸为微米以下、深度为纳米级的形状。3.根据权利要求1或2所述的带纳米线的膜，其中，所述结晶性树脂由聚酰亚胺或聚酯构成。4.一种带纳米线的膜，其具备由非晶态的树脂构成的基材、和在所述基材上直接生长的由金属氧化物构成的纳米线，其中，在所述基材的表面形成间距为2nm～100nm、深度为5nm～30nm的微细的凹凸结构，所述纳米线从该凹凸结构直接生长。5.根据权利要求4所述的带纳米线的膜，其中，所述非晶态的树脂由聚碳酸酯或聚苯乙烯构成。6.根据权利要求1～5中任一项所述的带纳米线的膜，其中，所述纳米线由氧化锌或氧化钛构成。7.一种纳米线的制造方法，其中，所述制造方法包括：工序(a)，准备由结晶性树脂构成的基材；工序(b)，在所述基材的表面形成微细的凹凸结构；和工序(c)，使所述基材浸渍于水热合成溶液，使由金属氧化物构成的纳米线在形成于所述基材的表面的所述凹凸结构上直接生长。8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田宗和，平田肇，
申请(专利权)人：东丽工程株式会社，
类型：发明
国别省市：