[发明专利]纳米金属线材与其制作方法

说明书

本发明提供制作纳米金属线材的方法，包括：将金属前驱物溶液置入针头的内管；将高分子溶液置入针头的外管，其中外管包覆内管；施加电压至针头，使金属前驱物溶液与高分子溶液同时喷出，以形成高分子管包覆金属前驱物线的纳米线材于收集器上，还原纳米线材的金属前驱物线，以形成高分子管包覆金属线的纳米线材；以及以溶剂清洗移除高分子管。

技术领域

本发明涉及纳米金属线材，更特别涉及其形成方法。

背景技术

近年来，纳米技术蓬勃发展于信息技术、材料科学、生物技术等多领域，原因之一为当物质的尺寸缩小至纳米尺寸时，其基本性质将随形状与尺寸不同而改变。举例来说，将银在制备成纳米银棒(nanorods)或银线(nanowires) 时，其物理性质会因电浆共振模式(surface plasmon resonance)分别展现长、短轴的吸收峰。纳米银线或银棒随着长径比(aspect ratio)增加，其长轴特征峰产生红位移(见Advanced Materials Volume23,Issue26,pages2905–2910, July12,2011)。

目前已有部份研究团队以化学还原制程，制备更高长径比的纳米银线或银线。然而多数制备法常形成长度约数十纳米(nm)至数个微米(μm)之间的纳米银线，其长径比小于1000(甚至小于100)，且导电度较低。

综上所述，目前亟需新的方法制备导电度与长径比更高的纳米银线。

发明内容

本发明一实施例提供制作纳米金属线材的方法，包括：将金属前驱物溶液置入针头的内管；将高分子溶液置入针头的外管，其中外管包覆内管；施加电压至针头，使金属前驱物溶液与高分子溶液同时喷出，以形成高分子管包覆金属前驱物线的纳米线材于收集器上，还原纳米线材的金属前驱物线，以形成高分子管包覆纳米金属线材的纳米线材；以及以溶剂清洗移除高分子管。

本发明一实施例提供纳米线材，包括：金属前驱物线；以及高分子管，包覆金属前驱物线，其中金属前驱物线包括金属化合物与还原剂。

本发明一实施例提供纳米金属线材，包括长径比大于1000；以及导电率介于10⁴S/m至10⁷S/m之间。

附图说明

图1为本发明一实施例中，纳米金属线材的静电纺丝装置。

图2为本发明一实施例中，针头的外管与内管的剖面图。

图3为本发明一实施例中，纳米线材的示意图。

图4为本发明一实施例中，纳米金属线材的示意图。

图5为本发明一实施例中，未回火或不同回火时间下的纳米银线材的吸收光谱图。

图6为本发明一实施例中，于室温下静置或不同回火时间下的纳米银线材的吸收光谱图。

图7为本发明一实施例中，纳米银线材的XRD光谱。

具体实施方式

本发明采用静电纺丝的装置，形成高长径比(大于1000)的纳米金属线材。如图1所示，将高分子溶液置入针筒11，并将金属前驱物溶液置入针筒13。针筒11连结至针头15的外管15O，而针筒13连结至针头15的内管 15I。如图2所示，针头15的外管15O与内管15I的剖面为同心圆。接着施加电压至针头15，使金属前驱物溶液与高分子溶液同时由针头15喷出，形成纳米线材17于收集器19上。如图3所示，纳米线材17主要包含金属前驱物线(metalprecursor wire)17A，以及包覆金属前驱物线17A的高分子管 (polymer tube)17B。上述形成纳米线材17的制程即所谓的静电纺丝法。