JP2015531911A - 透明触知性表面を作製する方法、及びこの方法により得られる触知性表面 - Google Patents
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Abstract
Description
a.特にITOからなる透明ナノ粒子を、安定剤を含む水溶液に加え(incorporating)、
b.前記ナノ粒子を有する前記水溶液を超音波にさらし(subjecting to)、
c.前記ナノ粒子を、前記ナノ粒子の前記表面に共有結合を介して付着可能なリガンド(ligand)を備える水性懸濁液(aqueous suspension)中で、インキュベーション(温置)し(incubating)、
d.その前記表面がステップ(c)で前記リガンドにより改質された前記ナノ粒子を、コロイド状懸濁液の形態で透明基質上に堆積させる(depositing)。
このリガンドは、ナノ粒子に共有結合的方法で付着し、そして、リガンド分子の化学構造は、ナノ粒子間のトンネル効果を介して伝導(導通)の原因となる。これにより、歪みゲージを弱伝導性ナノ粒子から作製することが可能となる。リガンドと、ナノ粒子の表面の間の共有結合(covalent bond)は、安定剤の吸着結合よりさらに強力である。リガンドが安定剤の代わりとなるため、懸濁されるナノ粒子の表面を、インキュベーション(温置)により機能化(functionalize)することが可能となる。こうして、ナノ粒子は、その表面の改質により高いゲージ率を発生させるのに好適なトンネル効果又はあらゆる他の伝導効果を発生させることが可能となるが、安定しかつ溶液内で分散する。そして、異なる方法、特に毛細管/対流堆積(capillary/convective depositing)方法、の制御の下、基質(基板)の表面上に沈殿(堆積)することが可能となる。
e.前記水性懸濁液をデキャントし(静かに注ぎ)(decanting)、
f.ナノ粒子の巨大クラスタ(excessively large cluster)を前記懸濁液から分離及び除去する。
g.前記基質の前記表面を、化学リンカー(chemical linker)を前記表面上に付着させることにより、改質する(modifying)。
h.不動態化層(passivating layer)を、ステップ(d)で堆積したナノ粒子の集合の上方(above)に生成する。
i.電極アレイを前記ナノ粒子の集合体上に生成する。
j.前記基質を、前記化学リンカーで結合しないナノ粒子を除去することができる溶媒で洗浄(rinsing)する。
di.ナノ粒子を有するコロイド状懸濁液の液滴(drop)を前記基質の前記表面上に堆積し、
dii.前記液滴を蒸発させる。
Claims (22)
- 透明触知性表面を作製する方法であって、
前記方法は、
a.特にITOからなるナノ粒子(150)を、安定剤(160)を含む水溶液中に加え(100)、
b.前記ナノ粒子を含む前記水溶液を超音波にさらし(110)、
c.前記ナノ粒子を、前記ナノ粒子の表面に、共有結合を介して付着可能なリガンドを備える水性懸濁液中でインキュベーションし(120)、及び
d.前記ステップ(c)でその表面が改質された前記ナノ粒子を、コロイド状懸濁液の形態で透明基質(200)上に堆積させる(220)、
各ステップを備える、ことを特徴とする方法。 - 前記ステップ(b)及び(c)の間に、
e.前記水性懸濁液をデキャントし(115)、
f.ナノ粒子の巨大クラスタ(151)を前記懸濁液から分離及び除去する、
各ステップを備える、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記安定剤は、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートである、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記リガンドは、前記ナノ粒子の前記表面と金属−O−P結合を生成することが可能なタイプである、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記リガンドは、(アミノメチル)ホスホン酸である、
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記ステップ(f)で得られる前記コロイド状懸濁液は、制御された直径を有するナノ粒子のクラスタを備える、
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記クラスタの平均直径は、約100nm(100.10−9メートル)である、
ことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 前記ステップ(d)の前に、
g.化学リンカー(260)を前記表面上に付着させることにより、前記基質(200)の前記表面を改質する、
ステップを備える、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ステップ(g)の間に前記基質(200)の前記表面上に堆積する前記化学リンカー(260)は、明確な幾何学的パターンに沿って堆積する、
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記ステップ(d)の後に、
h.前記ステップ(d)で堆積したナノ粒子の集合体上方に不動態化層(280)を生成する、
ステップを備える、ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記不動態化層(280)は、二酸化ケイ素(SiO2)からなる、
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記不動態化層(280)は、窒化ケイ素(Si3N4)からなる、
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記不動態化層(280)は、ポリイミドからなる、
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記ステップ(h)の前に、
i.電極のアレイ(271、272)を、前記ナノ粒子の集合体上に生成する、
ステップを備える、ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記コロイド状懸濁液は、前記ステップ(d)の間、前記基質の前記表面上に、毛細管/対流堆積方法を使用して堆積する、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記コロイド状懸濁液は、前記ステップ(d)の間、前記基質を前記懸濁液中に含浸することにより、堆積し、
前記方法は、前記ステップ(d)の後に、
j.前記基質(200)を、前記化学リンカー(260)により結合しないナノ粒子を除去することのできる溶媒で洗浄する、
ステップを備える、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 前記ステップ(d)は、
di.ナノ粒子(150)を有するコロイド状懸濁液の液滴(750)を、前記基質(200)の前記表面上に堆積させ、
dii.前記液滴(750)を蒸発させる(730)、
各ステップを備える、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 前記蒸発ステップ(730)は、前記基質(200)を加熱することにより実行される、
ことを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 透明触知性表面(300)であって、
ナノ粒子の集合体を有し、請求項10に記載の方法を使用して得られる、歪みゲージ(310)を備える、
ことを特徴とする触知性表面(300)。 - ポリエチレンテレフタル酸塩からなる基質を備える、
ことを特徴とする請求項19に記載の触知性表面(300)。 - 二酸化ケイ素からなる基質を備える、
ことを特徴とする請求項19に記載の触知性表面(300)。 - 請求項14に記載の方法を使用して得られ、
前記ゲージは、
櫛状配列での2組の電極(571,572)を有する電極のアレイを備え、
その歯(5710,5720)は、入れ子状にされる、
ことを特徴とする請求項19に記載の触知性表面(300)。
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