杜克大学制作的铜纳米线(摄影:杜克大学) |
铜纳米线的放大照片(摄影:杜克大学) |
纳米线成长前的溶液。成分由2.102L水、4.65g硝酸铜、1.2kg氢氧化钠、26.97g乙二胺以及0.88g肼构成。(摄影:杜克大学) |
在80℃温度下过了一个小时以后的溶液。生成了1.20g的铜纳米线。从硝酸铜中提取出铜后,颜色发生了变化。(摄影:杜克大学) |
铜纳米线指直径为90±10nm、长度为10±3μm、呈微细棒状的铜。杜克大学化学系助教Benjamin Wiley的研究小组开发出了采用化学手段制造铜纳米线的方法。
具体方法是向放在烧杯里的硝酸铜(Cu(NO3)2)水溶液中加入氢氧化钠(NaOH)、乙二胺(EDA)以及肼(H2NNH2)等,然后在80℃的温度下保存一个小时。溶液中首先会形成直径为几百nm的铜的粒子,铜纳米线就会从粒子中生长出来,就像种子发芽一样。
铜纳米线的长度,可通过调整生长时间来控制。例如,当生长时间为3分30秒时长度为1μm左右,而当生长时间为20分钟时,长度将达到几μm。
Wiley等人表示,通过采用卷对卷等涂布工艺在透明薄膜上对该铜纳米线进行涂层,从而可以取代ITO用于柔性显示器和太阳能电池中。实际制作的导电性透明薄膜的光透射率为65%。即使经过1000次的弯曲试验,以及暴露在空气中一个月后,仍然保持了导电性。
目前存在的课题是确立量产技术、降低在透明薄膜上进行涂布时的凝集,以及防止铜氧化。(记者:野泽 哲生)