新技术实现银纳米线高效纯化

2018-12-13 17:53:18 来源: 中国科技网·科技日 作者: 孙玉松 马超

中国科技网·科技日报天津12月13日电(记者孙玉松 通讯员马超)12月13日,南开大学材料学院梁嘉杰教授课题组发明了一种高效、快捷提纯方法,首次实现了工业级别大规模、快速有效的银纳米线纯化,该方法可极大地提高银纳米线油墨质量,有效降低生产成本。相关成果于最新一期《先进功能材料》发表。

银纳米线是一种具有纳米尺度一维结构金属线,除了具有金属银优异的导电性外,还由于纳米级别的尺寸效应,具有优异的透光性以及耐弯折性。因此被视为取代传统透明电极材料、制作新一代可穿戴电子器件的有效材料,并已有大量的研究将其应用于柔性OLED、薄膜太阳能电池等。目前,银纳米线生产成本及其质量其实现商品化最主要障碍,而引起这些问题的根本原因是具有大长径比的银纳米线很容易发生团聚。如何使得银纳米线在纯化过程中一直保持运动状态也成为世界范围的技术突破难点。

梁嘉杰课题组在研究中创新性地利用动态搅拌诱导离心过滤策略,结合传统膜过滤以及离心过滤的优点,并创新性引入垂直滤壁技术,构建了一种动态搅拌诱导离心过滤分离的银纳米线的提纯装置。该装置通过可控的搅拌产生可控的离心力,可有效防止纳米线团聚,保证纳米线的均匀分散,还可同时实现高效的纳米线纯化以及溶剂置换、浓缩等纳米线油墨配置过程。此外,课题组还建立了一套理论模型来指导和优化该动态过滤技术纯化效率。

利用该技术纯化得到的银纳米线油墨涂布制备得到的银纳米线透明电极,无需复杂的高温煅烧等后处理过程,透光率可高达99.2%;整个动态纯化过程耗时只需几十分钟,与传统技术动辄几十个小时甚至几天相比,纯化效率有了极大提升。

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责任编辑:赵英淑
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