南开学者在大规模、高效的银纳米线纯化技术上取得了重大突破

来源:上海新型纳米材料 发布时间:2019-01-02 点击次数:

中新网12月17日电(记者张道政,马超)银纳米线是一种具有纳米尺度一维结构的金属线。认为最有可能替代传统的透明电极材料,构建柔性透明电极,为实现可弯曲OLED显示器、触摸屏等新一代可穿戴电子器件提供了可能。凯大学发明了一种高效、快速的银纳米线提纯方法,实现了银纳米线的大规模、快速、有效的提纯,大大提高了银纳米线油墨的质量,有效地降低了生产成本,相关结果发表在《高级功能材料》和《梁家杰》上。是通讯作者。
    
     银纳米线除了具有良好的导电性外,由于纳米尺度的尺寸效应,具有良好的透光性和抗弯曲性,因此,它被认为是一种替代传统透明电极材料、制造新一代可穿戴电子器件的有效材料,并已被应用。对于柔性OLED、薄膜太阳能电池等,它在导电胶、热粘合剂、印刷电路等方面的应用也具有突出的优势,但目前银纳米线的成本和质量是阻碍柔性透明电极商业化的主要障碍之一。
    
     银纳米线透明电极的性能和成本一般由三个过程决定:银纳米线的合成、纳米线的提纯和纳米线油墨的涂覆,其中,纳米线的提纯是控制纳米线油墨生产时间和油墨质量的关键步骤,梁家杰介绍了纳米线的制备工艺和成本。传统的银纳米线净化技术和方法,包括多级离心过滤、纤维膜过滤、倾斜过滤和错流过滤,都存在操作复杂、步骤多、净化效率低、耗时和溶剂消耗大、易产生固体沉淀的问题。在上,这对油墨的制备和透明电极的性能有很大的影响,产生这些问题的根本原因是大长径比的银纳米线很容易重新结合,经过长时间的实验观察,梁家杰的团队发现了如何使银纳米线在纯化过程中保持运动。团聚过程是解决团聚问题的关键。
    
     在此基础上,创新运用动态搅拌诱导离心过滤策略,结合传统膜过滤和离心过滤的优点,创新引进垂直过滤壁技术,构建了动态搅拌诱导中心的银纳米线净化装置。过滤分离:该技术的特点是:可控搅拌产生的离心力可控;离心力产生的正压力过滤纳米线中的各种有机和无机杂质;动态搅拌和垂直壁过滤可以有效地防止纳米线的团聚。通过一个装置,可以同时实现纳米线的高效提纯、溶剂置换和浓缩,以及线条油墨的配置过程,梁家杰的团队还建立了一个理论模型来指导和优化动态过滤器的净化效率。离子技术。
    
     采用该工艺制备的银纳米线透明电极无需高温煅烧等复杂的后处理工艺,透光率可达99.2%。另外,根据纯度,整个动态净化过程只需几十分钟到几小时,与传统的净化技术相比,只需几十小时甚至几天,净化效率大大提高。
    
     梁家杰说:我们还通过扩大设备规模,验证了动态过滤技术在大规模生产中的可行性,这有望在不久的将来在纳米线的工业净化方面取得重大突破。
    
    


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