System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法技术_技高网

一种基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法技术

技术编号:40078095 阅读:8 留言:0更新日期:2024-01-17 01:54
本发明专利技术公开了一种基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法,属于功能材料制备技术领域。使用聚醋酸乙烯酯胶体与室温液态金属混合后进行吹塑,在吹塑过程,对混在其中的室温液态金属产生一个稳定的剪切,使得在室温液态金属沿着一定方向拉伸,并且吹塑过程中聚醋酸乙烯酯为液态金属提供了稳定的压力,进而抑制了其发生瑞利失稳进而破碎成更小液滴的可能。由于是常温下,不依赖设备,操作简单,可重复性好,成本极低,耗时极短,非常易于工业化生产;且采用的材料无毒,制备的液态金属纳米线具有可控的长径比与排布方式,所以该方法更具有明显的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能材料制备,具体涉及一种基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法


技术介绍

1、目前,一维金属纳米线材料除了拥有传统金属纳米材料所具有的优秀的导电性、延展性和拉伸性能外,由于其独特的纳米尺度形貌特征,因而具有与大块材料所不同的电学、光学等一系列特征。当前,固相金属(ag、au与cu等)纳米线已经可以通过如水热合成、气相沉积、氧化铝模板以及离子束刻蚀等方法大量的制备,并应用于太阳能电池显示器等作为透明导电电极与材料添加剂中达到材料改性的目的。

2、众所周知,室温液态金属(镓及其室温液态金属合金)作为一种重要的战略资源被广泛的应用于光电子以及半导体领域。近年来,基于室温液态金属非常好的流动性以及生物兼容性,其也被广发的应用与生物兼容柔性电子器件中。然而,由于液体表面张力的作用,液态金属材料在微纳尺度上均由于瑞利失稳等因素倾向于团聚成球状结构以减小其表面能。因此,关于一维室温液态金属纳米线材料的制备,除采用氧化铝模板挤出以及核壳结构挤压破碎外,鲜有报道。

3、例如公开号为cn114334212a的专利中就公开了一种液态金属纳米线弹性电极及制备方法,该方法即通过核壳结构挤压破碎后形成金属纳米线。该类的纳米线呈现出网格状的结构,无法满足实现定向排布的需求。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或技术问题之一,本专利技术提供一种基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法,通过该方法制备的液态金属纳米线具有可控的长径比与可控排布方式的特点,同时该技术为一次成型技术,工艺简单可以满足产业化需求。

2、为实现上述的技术效果本专利技术采用以下技术方案,基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法,包括步骤:

3、(a).聚醋酸乙烯酯胶体配制:将聚合度为10000-20000的聚醋酸乙烯酯固体加入乙醇溶剂中,质量比控制在为2:1,在60-80℃加热处理4h,直至聚醋酸乙烯酯与乙醇完全混合形成胶状;

4、(b).聚醋酸乙烯酯胶体与室温液态金属混合:将室温液态金属、聚醋酸乙烯酯胶体以及乙醇按照1:(20-40):(5-10)比例激烈搅拌30-40min得到灰黑色混合胶状物,胶状物的运动粘滞系数控制在15-25 pa.s;

5、(c).吹塑制备:取0.5-1g步骤(b)获得的灰黑色混合胶状物,放置到直径为3-5mm的管口,使用氮气吹塑,氮气压力150-200kpa,氮气流速控制在9-16 cm/min;控制吹塑气泡的直径为15-20 cm;

6、(d).液态纳米线的收集:将步骤(c)得到的吹塑气泡粘贴在硅片表面,并采用剪刀剪去多余部分,并将其收入干燥箱中保存。

7、进一步的,所述室温液态金属采用选自镓、镓铟合金、镓铟锡合金中的至少一种。

8、进一步的,所述室温液态金属选为镓铟锡合金,所述镓铟锡合金按质量比为ga62.5wt.% in21.5 wt.% sn16 wt.%。

9、进一步的,所述镓铟锡合金通过如下方式制备:通过在80℃的水浴中,采用加料搅拌的方式,依次将纯铟99.9%和纯锡99.0%加入到纯镓99.99%中,搅拌混合30min,配制成室温液态的镓铟锡合金。

10、本专利技术的有益效果在于:

11、采用的吹塑工艺可以有效地在实现大范围的室温液态金属的制备与定向。具体的机理如下:聚醋酸乙烯酯在吹塑过程,对混在其中的室温液态金属产生一个稳定的剪切,使得在室温液态金属沿着一定方向拉伸,并且吹塑过程中聚醋酸乙烯酯为液态金属提供了稳定的压力,进而抑制了其发生瑞利失稳进而破碎成更小液滴的可能。这种大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线由于是常温下,不依赖设备,操作简单,可重复性好,成本极低,耗时极短,非常易于工业化生产;且该方法采用的材料无毒且制备的液态金属纳米线具有可控的长径比与排布方式,所以该方法更具有明显的优势。因此开发大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法具有非常现实的应用价值。

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【技术保护点】

1.一种基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法,包括步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法,其特征在于:所述室温液态金属采用选自镓、镓铟合金、镓铟锡合金中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法,其特征在于:所述室温液态金属选为镓铟锡合金,所述镓铟锡合金按质量比为Ga62.5wt.% In21.5 wt.% Sn16 wt.%。

4.根据权利要求3所述的一种基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法,其特征在于,所述镓铟锡合金通过如下方式制备:通过在80℃的水浴中,采用加料搅拌的方式,依次将纯铟99.9%和纯锡99.0%加入到纯镓99.99%中,搅拌混合30min,配制成室温液态的镓铟锡合金。

【技术特征摘要】

1.一种基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法,包括步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法,其特征在于:所述室温液态金属采用选自镓、镓铟合金、镓铟锡合金中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种基于吹塑工艺大规模制备定向排布的室温液态金属纳米线的方法,其特征在于:所述室温液态金属选为镓铟锡合...

【专利技术属性】
技术研发人员:毕旭宋文成钟娟张伟业康浩郭晓彤赵俊凤
申请(专利权)人:烟台南山学院
类型:发明
国别省市:

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