杜克大學(xué)制作的銅納米線(攝影:杜克大學(xué)) |
銅納米線的放大照片(攝影:杜克大學(xué)) |
納米線成長(zhǎng)前的溶液。成分由2.102L水、4.65g硝酸銅、1.2kg氫氧化鈉、26.97g乙二胺以及0.88g肼構(gòu)成。(攝影:杜克大學(xué)) |
在80℃溫度下過(guò)了一個(gè)小時(shí)以后的溶液。生成了1.20g的銅納米線。從硝酸銅中提取出銅后,顏色發(fā)生了變化。(攝影:杜克大學(xué)) |
銅納米線指直徑為90±10nm、長(zhǎng)度為10±3μm、呈微細(xì)棒狀的銅。杜克大學(xué)化學(xué)系助教Benjamin Wiley的研究小組開(kāi)發(fā)出了采用化學(xué)手段制造銅納米線的方法。
具體方法是向放在燒杯里的硝酸銅(Cu(NO3)2)水溶液中加入氫氧化鈉(NaOH)、乙二胺(EDA)以及肼(H2NNH2)等,然后在80℃的溫度下保存一個(gè)小時(shí)。溶液中首先會(huì)形成直徑為幾百nm的銅的粒子,銅納米線就會(huì)從粒子中生長(zhǎng)出來(lái),就像種子發(fā)芽一樣。
銅納米線的長(zhǎng)度,可通過(guò)調(diào)整生長(zhǎng)時(shí)間來(lái)控制。例如,當(dāng)生長(zhǎng)時(shí)間為3分30秒時(shí)長(zhǎng)度為1μm左右,而當(dāng)生長(zhǎng)時(shí)間為20分鐘時(shí),長(zhǎng)度將達(dá)到幾μm。
Wiley等人表示,通過(guò)采用卷對(duì)卷等涂布工藝在透明薄膜上對(duì)該銅納米線進(jìn)行涂層,從而可以取代ITO用于柔性顯示器和太陽(yáng)能電池中。實(shí)際制作的導(dǎo)電性透明薄膜的光透射率為65%。即使經(jīng)過(guò)1000次的彎曲試驗(yàn),以及暴露在空氣中一個(gè)月后,仍然保持了導(dǎo)電性。
目前存在的課題是確立量產(chǎn)技術(shù)、降低在透明薄膜上進(jìn)行涂布時(shí)的凝集,以及防止銅氧化。(記者:野澤 哲生)