的直径不超过45nm。
[0084] 又一实施方案提供了一种低雾度透明导体,包括多个传导纳米结构并具有小于 1.5%的雾度,其中超过95%的具有至少10的长宽比的传导纳米结构的长度约5至50 ym, 而且超过95%的具有至少10的长宽比的传导纳米结构的直径约15至50nm。
[00化]又一实施方案提供了一种低雾度透明导体,包括多个传导纳米结构并具有小于 1. 5%的雾度,其中超过95%的具有至少10的长宽比的传导纳米结构的长度约5至30 y m, 而且超过95 %的具有至少10的长宽比的传导纳米结构的长度约20至40nm。
[0086] 又一实施方案提供了一种低雾度透明导体,包括多个传导纳米结构并具有小于 1.5%的雾度,其中具有至少10的长宽比的传导纳米结构具有约10-22ym的平均长度,而 且其中具有至少10的长宽比的传导纳米结构具有约26-32nm的平均直径和4-6nm范围内 的标准差。
[0087] 另一些实施方案提供了,上述低雾度透明导体中的任何一种具有小于1.0%的雾 度、小于0. 8 %的雾度、或者小于0. 6 %的雾度、或者小于0. 5 %的雾度、或者小于0. 4 %的雾 度、或者小于0.3 %的雾度。
[0088] 另一些实施方案提供了在上述低雾度透明导体中的任何一种中,具有至少10的 长宽比的传导纳米结构是纳米线,包括但不限于金属纳米线(例如,银纳米线)和金属纳米 管(例如,银或金纳米管)。
[0089] 纳乂结构的制备
[0090] 符合本文描述的粒度分布图的纳米结构(例如,金属纳米线)可W通过化学合成 来制备。
[0091] 传统地,金属纳米线可W在存在过量还原剂(其也用作溶剂(例如,乙二醇或丙二 醇))的情况下从相应的金属盐的溶液中成核并生长。在运种类型的液相反应中,纳米线 生长通常在径向和轴向方向上同时进行。因此,随着纳米线拉长,直径也变大。例如参见 Y. Sun, B. Gates, B. Mayers和 Y. Xia 的"Crystalline silver nanowires by soft solution processing (通过软溶液处理的晶体银纳米线)",Nanolett,(2002),2 (2) :165-168。
[0092] 对于本文描述的低雾度透明导体来说,纳米线可W具有相对小的直径(例如 15-50nm的平均直径)和较窄的宽度分布。在该直径范围内,传统的合成将制造出比提供 满意传导性(例如小于350欧姆/平方)的长度分布(包括平均长度)更短的纳米线。相 反,如果允许纳米线生长至需要长度,W获得满意的传导性,则纳米线的直径不可避免地大 至足W增加雾度的值(例如大于1. 5% )。
[0093] 为了提供符合粒度分布图从而形成低雾度透明传导膜的纳米线群组,描述了两阶 段合成。
[0094] 两阶段合成独立地促进纳米线的径向和轴向生长,W使得可W独立地控制纳米线 的直径和长度。图3是示出银纳米线的两阶段制备的流程图,该银纳米线从硝酸银的丙二 醇溶液中成核并生长。反应的附加成分包括聚乙締基化咯烧酬和四正下基氯化锭(TBAC)。 通过控制添加硝酸银的量和顺序,可W控制纳米线的生长和最终尺寸。
[0095] 硝酸银溶液包含预定总量的硝酸银,其被分割成两个部分,W在反应的两个不同 阶段添加。分割可W为30-70 :70-30的范围内,优选为50 :50。
[0096] 在反应的第一阶段中,使用全部硝酸银的第一部分。此外,硝酸银的第一部分中的 一部分被加有TBAC,W使得反应混合物中的初始银离子的浓度约为0.0 Ol到0. 025%。此后 添加硝酸银的第一部分中的剩余部分。典型地,允许反应的第一阶段进行12-16小时。在 运个阶段期间,纳米线形成为在径向和轴向方向上均生长。在第一阶段结束时,纳米线的长 度比最终期望的长度短;然而,纳米线的直径基本接近于其最终直径。
[0097] 在反应的第二阶段中,在反应溶液中的银离子浓度被保持基本恒定且低于0. 1% w/w的时间段中,逐渐添加硝酸银的第二部分。在第二阶段期间,主要的线生长发生在轴向 方向,而径向生长被有效地放缓或者甚至停止。
[009引两个阶段的全部反应时间约为24小时。可W在所有方向上的生长均停滞的点处 用去离子值I)水使该反应泽灭。
[0099] 在整个反应中,反应混合物优选被保持在惰性气氛中。惰性气体可W是稀有气体 (例如,氮、氛、氣、氯或氣)或者例如氮的其它惰性的气体或惰性的气体混合物或化合物气 体。典型地,反应容器最初被惰性气体净化预定的时间段。在整个反应过程中保持净化。关 于净化更详细的描述可W在共同未决且共同拥有的第61/275, 093号美国申请中找到,该 申请通过引用全部并入本文。
[0100] 因此,一个实施方案提供了一种方法,包括:从包括金属盐和还原剂的反应溶液中 生长金属纳米线,其中生长的步骤包括: 阳101] 在所述反应溶液中使所述金属盐的第一部分与所述还原剂反应第一时间段,和
[0102] 在将所述反应溶液中的所述金属盐保持小于0. 1% w/w的基本恒定浓度的同时, 在第二时间段中逐渐添加所述金属盐的第二部分。 阳103] 另一些实施方案提供了金属纳米线是银纳米线,金属盐是硝酸银,并且还原剂是 丙二醇或乙二醇。 阳104] 另一实施方案提供了金属盐的第一部分和第二部分约为相等的量。
[01化]另一实施方案提供了,在第一时间期间,金属盐的第一部分中的一部分被首先加 有锭盐(TBAC),随后添加金属盐的第一部分中的剩余部分。在一些实施方案中,该一部分表 示约为全部金属盐的0. 6%,W及反应混合物中约0.0 Ol到0. 025%的金属离子。
[0106] 应该理解,虽然描述了与W上两阶段合成有关的纳米线(例如,银纳米线),但是 也可WW相似的方式制备其它传导材料的纳米线。其它金属材料可W是单质金属(例如, 过渡金属)或者金属化合物(例如,金属氧化物)。金属材料也可W为双金属材料或金属 合金,其包括两种或更多种金属。适当的金属包括但不限于银、金、铜、儀、锻金的银、销W及 钮。 7]薄腸的制备
[0108] 在各个实施方案中,本文所描述的透明导体是从纳米结构的分散体诱注的薄膜, 也被称为"墨水组合物"。
[0109] 按重量计算,用于沉积金属纳米线的典型墨水组合物包括:从0. 0025%至0. 1% 的表面活性剂(例如,对于Zony I 'K'FSO-IOO优选的范围是从0. 0025 %至0. 05 %,或者对于 曲拉通灯riton)X-IOO为0. 005%至0. 025% ),从0. 02%至4%的粘度调节剂(例如,对于 径丙基甲基纤维素化PMC)优选的范围是0. 02%至0. 5% ),从0.0 l至1. 5%的金属纳米线 W及从94. 5 %至99. 0 %的流体(用于分散或悬浮其它成分)。
[0110] 在各个实施方案中,银纳米线的墨水组合物包括0. 1%至0. 2%的银纳米线、0. 2 至0.4%的高纯度HPMC W及0.005%至0.025%的Triton X-100。在共同未决且共同拥有 的第61/175, 745号美国申请中描述了纯化HPMC的方法,该申请通过引用全部并入本文。 阳1川适当的表面活性剂的代表性示例包括氣表面活性剂,例如ZonyP表面活性 剂,包括Zonyf FSN、Zonyr:F觀}、Zonyr FBA、茲)莊对慰F甜值UPont化学, 威明顿,呢)W及N0VEC?(3M,圣保罗,MN)。其它示例性表面活性剂包括基于烷基酪 乙氧基醋的非离子型表面活性剂。优选的表面活性剂包括例如辛基酪乙氧基醋,例如 Triton?(X100、X114、X45) W及壬基酪乙氧基醋,例如TERG口0L?(陶氏化学公司,米 德兰,MI)。另一些示例性非离子型表面活性剂包括基于乙烘的表面活性剂,例如DyMf (604、607)(空气产品和化学公司,Air Products and Qiemicals, Inc.,艾伦镇,PA)和正 十二烷基-P-D-麦芽糖巧。
[0112] 适当的粘度调节剂的示例包括径丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素、黄原胶、聚 乙締醇、簇甲基纤维素、径乙基纤维素。适当的流体的实例包括水和异丙醇。
[0113] 因此,一个实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中超过 99 %的传导纳米结构的长度不超过55 ym。
[0114] 又一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中超过99%的 传导纳米结构的长度不超过45 y m。
[0115] 又一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中超过95%的 传导纳米结构的长度约5至50 y m。
[0116] 又一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中超过95%的 具有至少10的长宽比的传导纳米结构的长度约5至30 ym。
[0117] 又一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中具有至少10 的长宽比的传导纳米结构具有约10-22 ym的平均长度。
[0118] 另一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中具有至少10 的长宽比的传导纳米结构具有约120-400 y m2的平均长度平方。
[0119] 另一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中超过99%的 具有至少10的长宽比的传导纳米结构的直径不超过55nm。
[0120] 又一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中超过99%的 具有至少10的长宽比的传导纳米结构的直径不超过45nm。 阳121] 又一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中超过95%的 具有至少10的长宽比的传导纳米结构的直径约为15至50nm。
[0122] 又一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中超过95%的 具有至少10的长宽比的传导纳米结构的直径约为20至40nm。
[0123] 又一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中具有至少10 的长宽比的传导纳米结构具有约26-32nm的平均直径和4-6nm范围内的标准差。
[0124] 又一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中具有至少10 的长宽比的传导纳米结构具有约29nm的平均直径和4-5nm范围内的标准差。
[01巧]又一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中超过99%的 具有至少10的长宽比的传导纳米结构的长度不超过55 ym,而且超过99 %的具有至少10 的长宽比的传导纳米结构的直径不超过55nm。
[01%] 又一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中超过99%的 具有至少10的长宽比的传导纳米结构的长度不超过45 ym,而且超过99 %的具有至少10 的长宽比的传导纳米结构的直径不超过45nm。
[0127] 又一实施方案提供了一种墨水组合物,包括多个传导纳米结构,其中超过95%的 具有至少10的长宽比的传导纳米结构的长度约5至50 ym,而且超过95 %的具有至少10 的长宽比的传导纳米结构的直径约15至50皿。
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