JP2018512505A - (メタ)アクリレート系キャッピング剤を用いた銀ナノワイヤ合成 - Google Patents

(メタ)アクリレート系キャッピング剤を用いた銀ナノワイヤ合成 Download PDF

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Abstract

本発明は、ポリオール法において銀ナノワイヤの成長を制御または修正するためのキャッピング剤として、化合物を使用する方法に関する。本発明は、対応する銀ナノワイヤを作製する方法にも関する。また、さらになお、本発明は、表面に吸着しているキャッピング剤化合物を有する銀ナノワイヤを含む生成物にも関する。

Description

本発明は、ポリオール法において、銀ナノワイヤの成長を制御または修正するためのキャッピング剤として、特定の化合物(以下でより詳細に定義されている)を使用する方法に関する。本発明は、対応する、銀ナノワイヤを作製する方法にも関する。また、さらになお、本発明は、表面に吸着しているキャッピング剤化合物(以下でより詳細に定義されている)を有する銀ナノワイヤを含む生成物にも関する。本発明は、添付の特許請求の範囲でも定義されており、具体的な態様は、以下でさらに定義される。
銀ナノワイヤは、産業において多数の目的に使用される。例えば、透明な導電性フィルムは、ディスプレイ装置、入力タッチパネルおよび太陽電池に幅広く使用されている。今日まで、ITO、インジウムスズ酸化物は、導電性および光透過性が良好なため、そのようなフィルムを製造するために使用される材料の主な種類の代表である。ITO薄膜を製造するために最も一般的なプロセスは、物理蒸着(PVD)によりITOを蒸着することである。しかし、このプロセスは、コストのかかる、複雑な蒸着設備を必要とし、この設備は、面積の広い基材またはロールツーロールプロセスに適していない。そのうえ、インジウムおよび壊れやすいITO基材の供給量は限られていることから、透明な導電性フィルムにITOを使用することも難点となる。
したがって、ITOを用いる上述の問題を克服するために、銀ナノワイヤ、すなわち例えば100nm以下の小さい直径を有し、例えば20μm以上の長さを有する銀ナノワイヤが、優れた導電性、光透過性ならびに低質量およびフレキシビリティを有する薄膜を製造するために利用されている。前述のように、産業において、銀ナノワイヤには、多数のさらなる用途がある。
銀ナノワイヤを合成するための一般的なプロセスは、例えば以下の文書に記載されている、いわゆるポリオール法である:Xiaら、Nano Lett.2002年、2、165頁;Adv.Mater.2002年、14、833頁;Chem.Mater.2002年、14、4736頁。ポリオール法における重要な試薬は、典型的には、「キャッピング剤」と命名されている化合物であり、これは、前記銀ナノワイヤの成長を制御または修正することができる。ポリビニルピロリドン(PVP)は、現在最も幅広く使用されているキャッピング剤である。特許文書の中でも、US2009/0282948A1、US2011/0185852A1、US2014/0123808A1、WO2013/191337A1、CN103433503Aがそれに対応する。
キャッピング剤として正しく使用されている他の化合物では、臭化セチルトリメチルアンモニウム(CTAB)が挙げられ、CN103357890Aを参照されたい、また、N−置換(メタ)アクリルアミドから重合されたポリマーが挙げられ、US2013/0255444を参照されたい。
Sunら(Nano Lett.、第2巻、第2号、2002年、165〜168頁)は、「ソフト溶液プロセッシングによる結晶性銀ナノワイヤ(Crystalline Silver Nanowires by Soft Solution Processing)」(タイトル)の合成について開示している。この文書に記載されている合成の第1の工程では、約160℃で還流させたエチレングリコールを用いてPtClを還元することにより、Ptナノ粒子が形成された。このプロセスは、「ポリオールプロセス」と呼ばれ、エチレングリコールは、溶媒および還元剤の両方としての役割を果たす。
本発明の文脈では、「ポリオールプロセス」、「ポリオール合成」および「ポリオール合成方法」という用語は、「ポリオール法」の同義語とみなされる。
Sunら(Chem.Mater.2002年、14、4736〜4745頁)は、「シードおよびポリ(ビニルピロリドン)の存在下で、エチレングリコールを用いてAgNOを還元することによる均一な銀ナノワイヤの合成(Uniform Silver Nanowires Synthesis by Reducing AgNO with Ethylene Glycol in the Presence of Seeds and Poly(Vinyl Pyrrolidone))」(タイトル)について開示している。要約によれば、このプロセスの第1の工程は、約160℃に加熱したエチレングリコール(EG)を用いて、PtCl(またはAgNO)を還元することによりPt(またはAg)ナノ粒子の形成に関与する。これらのPt(またはAg)ナノ粒子は、銀の不均質な核形成および成長に対して、シードとしての役割を果たすことができる。ポリ(ビニルピロリドン)の存在下で、銀の成長は、高度に異方性モードに向けて、約1000の高さのアスペクト比を有する均一なナノワイヤを形成することができる。
SunおよびXia(Adv.Mater.2002年、14、第11号、833〜837頁)は、「ソフト、セルフシーディング、ポリオールプロセスを介した均一な銀ナノワイヤの大規模合成(Large−Scale Synthesis of Uniform Silver Nanowires Through a Soft,Self−Seeding,Polyol Process)」(タイトル)について開示している。この文書で開示されているのは、ポリ(ビニルピロリドン)の存在下でエチレングリコールを用いて硝酸銀を還元することにより、銀ナノワイヤを作り出す溶液相法である。このポリオールプロセスでは、エチレングリコールは、溶媒および還元剤の両方として作用する。PVPは、溶液相における金属ナノ構造の形態発展を制御するために配位試薬として使用される。この文書は、他の配位試薬では、類似した均一性および収率を有する銀ナノワイヤを達成できないことを示唆していると考えられる。
本発明の文脈では、「配位試薬」または「キャッピング剤」という用語は、「キャッピング剤化合物」の同義語とみなされる。
Korteら(J.Mater.Chem.、2008年、18、437〜441頁)は、「CuCl−またはCuCl−媒介ポリオールプロセスを介した、銀ナノワイヤの迅速な合成(Rapid synthesis of silver nanowires through a CuCl− or CuCl−mediated polyol process)」(タイトル)について開示している。要約によれば、簡潔かつ迅速な(反応時間約1時間)Agナノワイヤへの経路が開示されており、そこではエチレングリコールが、溶媒および還元剤に対する前駆体としての機能を果たす。ポリ(ビニルピロリドン)は、安定剤として使用され、塩化銅(I)または塩化銅(II)を反応物に添加して、最初のシードの形成中に遊離Agの量を減少させるが、これは、シードが形成されたら、その表面から吸着された酸素を捕捉するためである。
本発明の文脈では、Korteらにより使用される「安定剤」という用語は、「キャッピング剤化合物」の同義語とみなされる。
Huangら(Langmuir、第12巻、第4号、1996年、909〜912頁)は、「ポリ(N−ビニルピロリドン)中での銀ナノ粒子の光化学的形成(Photochemical Formation of Silver Nanoparticles in Poly(N−vinylpyrrolidone))」(タイトル)について開示している。
US2012/0247275A1は、ポリオールが利用される、単分散銀ナノワイヤを形成するためのプロセスについて開示している。キャッピング剤は、ポリオール中で混合して、実質的に均質な溶液を形成する。ポリビニルピロリドン(PVP)は、キャッピング剤として開示されている。
US7922787B2は、「銀ナノワイヤを生成するための方法(Methods for the production of silver nanowires)」(タイトル)、詳細には、この文書で開示されているポリオールプロセスを適合させることにより、溶液に基づく銀ナノワイヤを生成するための新規な方法について開示している。PVPは、「有機保護剤」として開示されている。
本発明の文脈では、US7922787B2に使用されている「有機保護剤」という用語は、「キャッピング剤化合物」の同義語とみなされる。
US2009/0282948A1は、「ナノ構造形成および形状選択の方法(Methods of nanostructure formation and shape selection)」(タイトル)について開示している。要約によれば、詳細には、銀のナノワイヤは、エチレングリコール中の硝酸銀の溶液を、エチレングリコール中のポリ(ビニルピロリドン)の溶液と組み合わせることにより形成され得る。PVPは「形状選択試薬」と命名されている。
本発明の文脈では、US2009/0282948A1に使用されている「形状選択試薬」は、「キャッピング剤化合物」という用語の同義語とみなされる。
US2011/0185852A1は、「ナノ構造形成および形状を制御する方法」について開示している。要約によれば、単分散金属ナノワイヤを形成する方法は:第1の温度にて、還元溶媒中の金属塩、キャッピング剤および第四級アンモニウム塩化物を含む反応混合物を形成する工程;ならびに、反応混合物中の金属塩を還元することにより金属ナノワイヤを形成する工程を含む。US2011/0185852A1によれば、「キャッピング剤」は、成長ナノワイヤの外側面と優先的に相互作用し、接着する化学薬剤を指し、したがって、キャッピング剤は、外側面を成長から隔離し、ナノワイヤの断面を結晶化するように促す。
US2013/0255444A1は、「銀ナノワイヤ、および銀ナノワイヤの成長を制御するための作用剤を生成するための方法(Process for producing silver nanowires and agent for controlling growth of silver nanowires)」(タイトル)について開示している。銀ナノワイヤの成長を制御するための作用剤は、N−置換(メタ)アクリルアミドを含む1種または複数の重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーを含む。銀ナノワイヤの成長を制御するための作用剤は、25〜180℃にてポリオール中で銀化合物と反応させる。
本発明の文脈では、US2013/0255444A1に使用されている「銀ナノワイヤの成長を制御するための作用剤」という用語は、「キャッピング剤化合物」の同義語とみなされる。
US2014/0123808A1は、「ナノワイヤ製造方法、組成物および物品「nanowire preparation methods, compositions, and articles」」(タイトル)について開示している。銀イオンからの銀ナノワイヤの一般的な製造に関して、この文書は、特許文献および非特許文献を含む多数の文書を指す。
WO2013/191337A1は、「銀ナノワイヤの生成方法(production method for silver nanowire)」(タイトル)について開示している。詳細には、方法は、ポリオール合成方法における制御条件を最適化することにより、高いアスペクト比を有する銀ナノワイヤの生成について開示されている。
US2009/0282948A1 US2011/0185852A1 US2014/0123808A1 WO2013/191337A1 CN103433503A CN103357890A US2013/0255444 US2012/0247275A1 US7922787B2
Xiaら、Nano Lett.2002年、2、165頁 Adv.Mater.2002年、14、833頁 Chem.Mater.2002年、14、4736頁 Sunら(Nano Lett.、第2巻、第2号、2002年、165〜168頁)「Crystalline Silver Nanowires by Soft Solution Processing」 Sunら(Chem.Mater.2002年、14、4736〜4745頁)「Uniform Silver Nanowires Synthesis by Reducing AgNO3 with Ethylene Glycol in the Presence of Seeds and Poly(Vinyl Pyrrolidone)」 SunおよびXia(Adv.Mater.2002年、14、第11号、833〜837頁)「Large−Scale Synthesis of Uniform Silver Nanowires Through a Soft,Self−Seeding,Polyol Process」 Korteら(J.Mater.Chem.、2008年、18、437〜441頁)「Rapid synthesis of silver nanowires through a CuCl− or CuCl2−mediated polyol process」 Huangら(Langmuir、第12巻、第4号、1996年、909〜912頁)「Photochemical Formation of Silver Nanoparticles in Poly(N−vinylpyrrolidone)」
当技術分野で公知であり、上で既に言及した文書で多少詳細に記載されている特定のポリオール法により、銀ナノワイヤの生成は可能になるが、産業において、代替プロセス、詳細には、銀ナノワイヤをきわめて素早く、すなわち1時間以下のうちに生成できるようにする、さらなる特定のポリオール法が依然として必要である。特定の従来技術のポリオール法では、典型的には、十分な長さの銀ナノワイヤを成長させるために利用される反応時間は、1時間を優に超える。稀ではあるが1時間未満の反応時間が使用される場合には、生成される銀ナノワイヤは、均一な形状および大きさをまったく保有していないことが典型的である。
さらに、銀ナノワイヤを生成するための何らかのプロセス(詳細にはポリオール法)が、均一な形状および大きさの大量の銀ナノワイヤの合成を可能にすべきであり、使用される化学物質は、低コストで簡単に入手可能であるべきである。
それに対応して、本発明の第1の目的は、ポリオール法において銀ナノワイヤの成長を制御または修正するためのキャッピング剤として使用できる化合物を提供することであった。キャッピング剤化合物を使用する方法は、好ましくは、均一な形状および大きさの、好ましくは10μm超の大量の銀ナノワイヤの合成を可能にすべきである。さらに、キャッピング剤化合物は、好ましくは、大量の銀ナノワイヤの迅速な合成、すなわち、好ましくは160℃超の上昇温度における合成を可能にすべきである。
それに対応して、本発明のさらなる目的は、対応する銀ナノワイヤを作製する方法を提供すること、および銀ナノワイヤを含む対応する生成物を提供することであった。
本発明の背景にある主な技術的な問題は、ポリオール法において銀ナノワイヤの成長を制御または修正するためのキャッピング剤として、化合物を使用する方法であって、この化合物が、式(1)
Figure 2018512505
[式中、
− R1はHまたはCHであり、
− Lは、合計数1から25個の炭素原子および合計数0から10個の酸素原子を有する連結基であり、
− Qは、OまたはSまたはN−R3であり
− Zは、OまたはSまたはNHであり、
− Xは、OまたはSまたはCHまたはNHであり、
− R2およびR3は、互いに独立して、水素、合計数1から25個の炭素原子および合計数0から5個のヘテロ原子を有する置換アルキル、もしくは合計数1から25個の炭素を有する非置換アルキルであり、または
R2およびR3は一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nは、2から9の整数であり、前記アルカンジイルは、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成する]
のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーである、方法によって解決される。
本発明の文脈では、「ポリオール法における銀ナノワイヤの成長」という用語は、還元剤としてエチレングリコールまたは別のポリオール化合物を含む液体媒体中での銀ナノワイヤの成長を指す。
典型的には、銀ナノワイヤを作製するポリオール法は、キャッピング剤化合物(以下で定義されている)、ポリオール成分および銀化合物(ならびに任意に、銅化合物、鉄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される脱酸素剤化合物)を含む混合物を製造する工程を含む。また、典型的には、銀ナノワイヤを作製するポリオール法は、さらなる工程として、前記銀化合物を前記混合物中で前記ポリオール成分と反応させることによって、銀ナノワイヤを生じさせる工程を含む。
本発明の文脈では、「ポリオール法において、銀ナノワイヤの成長を制御または修正するためのキャッピング剤」は、ポリオール法において銀ナノ粒子の成長を誘導することによって、銀ナノワイヤを生じさせる化学薬剤を指す。
上で描写されている式(1)のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーは、従来技術から公知の合成アプローチを使用して生成できる。
例えば、(メタ)アクリル酸エステルを生成するための方法は、WO2013/004767A1で開示されている。開示されている方法は、上で定義されている式(1)の重合性モノマーを製造するために使用してよい、または適合させてよい。次いで、対応するポリマーは、典型的には、ラジカル重合を使用して、式(1)のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られる。しかし、他の種類の重合も使用可能である。
意外なことに、上で定義されている式(1)のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーは、銀ナノワイヤを作製するためのポリオール法において、キャッピング剤化合物として適切である。また、より一層意外なことに、そのようなポリマーの使用により、簡潔な構成で、また、きわめて素早く銀ナノワイヤの生成が可能になる。さらに、本発明に従って使用されるポリマーにより、産業に典型的に必要な長さおよび/またはアスペクト比(すなわち、1000以上の、さらには2000以上のアスペクト比(長さ対幅の比))を有する銀ナノワイヤの生成が可能になり、典型的には、反応時間は、1時間、また、それ未満であり、典型的な従来技術プロセスとは対照的である。
式(1)のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーは、ホモポリマー、コポリマーまたはポリマーブレンドであり得る。
ポリマーがコポリマーである場合、これは、(a)式(1)の様々な重合性モノマーを重合させる工程、または(b)式(1)の1種もしくは複数のモノマーを、式(1)のモノマーではない1種または複数のモノマーと重合させる工程により得られるコポリマーであってよい。ポリマーがコポリマーである場合、これは、式(1)の1種、2種または複数のモノマーに基づいていてよく、式(1)のモノマーではない1種または複数のモノマーに同時に基づいていてよい。
本発明の目的のために、ポリマーは、好ましくは、ホモポリマーまたはコポリマーであり、これらは、重合性モノマーにのみ基づき、それぞれ式(1)のモノマーである。本発明のこの態様は、以下でより詳細に論じられている。
迅速に、かつきわめて均一に銀ナノワイヤを作製するポリオール法を設計する場合、式(1)のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られる特定のポリマーが、好ましくは使用される。それに対応して、(式(1)に関して)連結基Lが、合計数1から25個の炭素原子を有するアルカンジイル基または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nは1から10の整数である、上で定義されている化合物の使用が好ましい。
連結基Lが、−CH−、−CH−CH−、−C(CH)H−CH−、−CH−C(CH)H−、−C(CH)H−C(CH)H−、−CH−CH−CH−および−CH−CH−CH−CH−からなる群から選択されるアルカンジイル基、または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nが1から6、好ましくは1から3の範囲の整数である、上で定義されている化合物の使用がより好ましい。
ここで、
n=1である場合、対応する連結基Lは、−CH−CH−O−CH−CH−であり、
n=2である場合、対応する連結基Lは、−CH−CH−O−CH−CH−O−CH−CH−であり、
n=3である場合、対応する連結基Lは、−CH−CH−O−CH−CH−O−CH−CH−O−CH−CH−である。
QがN−R3である、上で定義されている化合物の使用が好ましい。より好ましくは、QはN−R3であり、連結基Lは、上で定義されている好ましい連結基である。
QがN−R3であり、R2およびR3が一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nが、2から9の整数であり、前記アルカンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成する、上で定義されている化合物の本発明による使用が好ましい。
好ましくは、R2およびR3は一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nは2または3である。nが2である場合、R2およびR3は一緒になって、エタンジイルを表し、前記エタンジイルは、原子XおよびN−R3の窒素原子と一緒になって、5個の環原子を有する複素環を形成する。
本発明の文脈では、L、Q、R2およびR3が、それぞれ、本明細書の上記または本明細書の下記で好ましいと定義されている意味を有する化合物の使用が好ましい。
詳細には、
− 連結基Lが、− −CH−、−CH−CH−、−C(CH)H−CH−、−CH−C(CH)H−、−C(CH)H−C(CH)H−、−CH−CH−CH−および−CH−CH−CH−CH−からなる群から選択されるアルカンジイル基、または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nが1から3の整数であり、
− QがN−R3であり、
− R2およびR3が一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nが、2から9の整数であり、前記アルカンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成する、
上で定義されている化合物の使用が好ましい。
ZがOである、上で定義されている化合物の使用が特に好ましい。
Xが、OまたはCHまたはNHである、上で定義されている化合物の使用も好ましい。
− R1がHまたはCHであり、
− 連結基Lが、−CH−、−CH−CH−、−C(CH)H−CH−、−CH−C(CH)H−、−C(CH)H−C(CH)H−、−CH−CH−CH−および− −CH−CH−CH−CH−からなる群から選択されるアルカンジイル基、または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nが1から3の整数であり、
− QがN−R3であり、
− R2およびR3が一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nが、2から9の整数であり、前記アルカンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成し、
− ZがOであり、
− Xが、OまたはCHまたはNHである、
上で定義されている化合物の使用が特に好ましい。
− R1がHまたはCHであり、
− 連結基Lが、−CH−、−CH−CH−、−C(CH)H−CH−、−CH−C(CH)H−、−C(CH)H−C(CH)H−、−CH−CH−CH−および−CH−CH−CH−CH−からなる群から選択されるアルカンジイル基、または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nが1から3の整数であり、
− QがN−R3であり、
− R2およびR3が一緒になって、エタンジイルを表し、前記エタンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、5個の環原子を有する複素環を形成し
− ZがOであり、
− Xが、OまたはCHまたはNHである、
上で定義されている化合物の使用が特に好ましい。
− R1がHまたはCHであり、
− 連結基Lが、−CH−CH−または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nが1から3の整数であり、
− QがN−R3であり、
− R2およびR3が一緒になって、エタンジイルを表し、前記エタンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、5個の環原子を有する複素環を形成し、
− ZがOであり、
− Xが、OまたはCHまたはNHである、
上で定義されている化合物の使用が特に好ましい。
多くの場合、化合物が、
Figure 2018512505
からなる群から選択される、式(1)の1種または複数のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーである、上で定義されている化合物の使用が最も好ましい。
例として、式(1−a)のモノマーは、
− R1がHであり、
− Lが、2個の炭素原子および合計数0個の酸素原子を有する連結基であり、
− QがN−R3であり、
− ZがOであり、
− XがOであり、
− R2およびR3が一緒になって、エタンジイルを表し、前記エタンジイルが、(i)原子X(この場合はO)および(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、5個の環原子を有する複素環を形成する、
式(1)のモノマーである。
例として、式(1−b)のモノマーは、
− R1がMeであり、
− Lが、2個の炭素原子および合計数0個の酸素原子を有する連結基であり、
− QがN−R3であり、
− ZがOであり、
− XがOであり、
− R2およびR3が一緒になって、エタンジイルを表し、前記エタンジイルが、(i)原子X(この場合はO)および(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、5個の環原子を有する複素環を形成する、
式(1)のモノマーである。
例として、式(1−c)のモノマーは、
− R1がHはであり、
− Lが、2個の炭素原子および合計数0個の酸素原子を有する連結基であり、
− QがN−R3であり、
− ZがOであり、
− XがNHであり、
− R2およびR3が一緒になって、エタンジイルを表し、前記エタンジイルが、(i)原子X(この場合はNH)および(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、5個の環原子を有する複素環を形成する、
式(1)のモノマーである。
例として、式(1−d)のモノマーは、
− R1がMeであり、
− Lが、2個の炭素原子および合計数0個の酸素原子を有する連結基であり、
− QがN−R3であり、
− ZがOであり、
− XがNHであり、
− R2およびR3が一緒になって、エタンジイルを表し、前記エタンジイルが、(i)原子X(この場合はNH)および(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、5個の環原子を有する複素環を形成する、
式(1)のモノマーである。
例として、式(1−e)のモノマーは、
− R1がHであり、
− Lが、2個の炭素原子および合計数0個の酸素原子を有する連結基であり、
− QがN−R3であり、
− ZがOであり、
− XがCHであり、
− R2およびR3が一緒になって、エタンジイルを表し、前記エタンジイルが、(i)原子X(この場合はCH)および(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、5個の環原子を有する複素環を形成する、
式(1)のモノマーである。
例として、式(1−f)のモノマーは、
− R1がMeであり、
− Lが、2個の炭素原子および合計数0個の酸素原子を有する連結基であり、
− QがN−R3であり、
− ZがOであり、
− XがCHであり、
− R2およびR3が一緒になって、エタンジイルを表し、前記エタンジイルが、(i)原子X(この場合はCH)および(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、5個の環原子を有する複素環を形成する、
式(1)のモノマーである。
上記と同様に、キャッピング剤化合物として使用できるコポリマーを製造するために、上で定義されている(最も)好ましいモノマーは、他の(最も)好ましいモノマーと組み合わせて、または1種もしくは複数の(最も)好ましい式(1)のモノマーは、式(1)のモノマーではない他のモノマーと組み合わせて、キャッピング剤化合物として使用され得るコポリマーを製造することができる。
本明細書において(最も)好ましいと定義されている重合性モノマーの1種を重合させることにより得られるホモポリマーであるポリマーを使用することが、特に好ましい。
場合によっては、本明細書において上記で(最も)好ましいと定義されている式(1)の1種超のモノマーを含む1種超の重合性モノマーを共重合させることにより得られるポリマーを使用することが好ましい。
キャッピング剤化合物は、8000から4000000、好ましくは20000から2000000、より好ましくは50000から1000000の範囲の質量平均分子量(M)を有する、上で定義されている化合物の使用が好ましい。
当技術分野において公知であるように、質量平均分子量(M)の評価は、典型的には、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)分析の結果に基づく。
質量平均分子量(Mw)が低い場合(詳細には、質量平均分子量が8000未満の場合)、ポリオール法における対応する化合物を使用しても、限定された効果しか有さない。詳細には、銀ナノワイヤの成長は、定義されている範囲で質量平均分子量を有する好ましいキャッピング剤化合物を用いたものと同じように制御することができない。自験では、50000から1000000の範囲の質量平均分子量で最適な結果が達成されている。
意外なことに、ポリオール法において銀ナノワイヤの成長を制御または修正するためのキャッピング剤として、上で定義されている化合物を使用すると、反応速度をきわめて速くし、同時に、1000以上、さらには2000以上の高いアスペクト比(長さ対幅の比)を有する銀ナノワイヤ得ることを可能にすることが見出されている。さらに、対応するポリオール法における銀ナノワイヤの成長は、生成された銀ナノワイヤの品質を劣化させず、反応速度に関して所望される効果を有する高温にて実施できる(反応速度は、温度が上昇するにつれて増加する)。式(1)のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーは、C=O基および追加のC=Z基を含む(式中、ZはOまたはSまたはNHである)。いかなる理論にも束縛されることを望むものではないが、この追加のC=Z基は、本発明に従って使用されるポリマーを、成長する銀ナノワイヤのそれぞれの表面へと強固に吸着するように促進することによって、前記表面から前記ポリマーを脱着するのに必要な温度は、詳細にはPVPのような従来技術のキャッピング剤化合物と比較して高い(例えばUS2013/0255444A1、[0045]を参照されたい)と現在考えられている。
前記ポリオール法において銀ナノワイヤの成長が120℃から160℃の範囲の反応温度にて実施される、上で定義されているキャッピング剤化合物の使用が好ましく、
好ましくは、
120℃から160℃の範囲の反応温度が、10分間から120分間の範囲、好ましくは10分間から60分間の範囲の持続時間にわたり維持され、
より好ましくは
140℃から160℃の範囲の反応温度が、10分間から120分間の範囲、好ましくは10分間から60分間の範囲の持続時間にわたり維持される。
化合物は、
(i)式(1)のモノマー
および
(ii)式(1)のモノマーではない他の重合性モノマー
を含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーであって、(i)式(1)のモノマー対(ii)他の重合性モノマーの比は、1:1以上、好ましくは1.5:1以上である、上で定義されている化合物の使用が好ましい。
ポリマーは、1種超のモノマー種を重合させることにより得られるので、ポリマーはコポリマーである。コポリマーは、式(1)のモノマーに基づくモノマー単位、ならびに式(1)のモノマーではない他の重合性モノマーに基づくモノマー単位を含む。そのような他の重合性モノマーは、好ましくは、
− メチル(メタ)アクリレート
− エチル(メタ)アクリレート
− N−ビニルピロリドン
− イソプロピル(メタ)アクリレート
− 2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート
− N−エチル−N−フェニル(メタ)アクリルアミド
− N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド
− 1−[2−プロペノイル]ピペリジン
− 1−[2−メチル−2−プロペノイル]ピペリジン
− N−(イソプロペニル)ピロリドン
からなる群から選択され、かつ/または以下:
Figure 2018512505
で描写されている。
ポリオール法における前記銀ナノワイヤの成長が、
− 前記キャッピング剤化合物、
− ポリオール成分、
− 銀化合物、
および
− 銅化合物、鉄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される脱酸素剤化合物
を含む混合物中で実施される、上で定義されている化合物の使用が好ましい。
本明細書の、「上で定義されている化合物」という表現は、上の定義のいずれかを指し、詳細には、上で好ましいと明記されているいずれかの定義に関する。好ましい化合物は、添付の特許請求の範囲および下で明記されている本発明の態様の列挙でも開示されている。
具体的には、最初のシードの形成中に、遊離Agの量を減少させ、形成されたら、シードの表面から吸着された酸素を捕捉するためには脱酸素剤化合物が存在していることが好ましい。場合によっては、銅および鉄化合物の両方(すなわち銅化合物および鉄化合物の混合物)が、製造された混合物に任意に使用され得る。機構に関しては、J.Mater.Chem.、2008年、18、437〜441頁、図2で言及されているが、いかなる理論にも束縛されることを望むものではない。
上で定義されている化合物の使用方法であって、化合物が、
(i)式(1)のモノマー(上で描写されている)
および
(ii)式(1)のモノマーではない他の重合性モノマー
を含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーであって、(i)式(1)のモノマー対(ii)他の重合性モノマーの比は、1:1以上、好ましくは1.5:1以上であり、
化合物は、8000から4000000、好ましくは20000から2000000、より好ましくは50000から1000000の範囲の質量平均分子量(M)を有する、
化合物を使用する方法が特に好ましい。
技術的な効果および利点に関する上記の状態は、必要な変更を加えて適用される。
上で定義されている化合物の使用方法であって、化合物が、
(i)式(1)のモノマー(上で描写されている)であり、
− R1がHまたはCH3であり、
− Lが、合計数1から25個の炭素原子を有するアルカンジイル基または−CH2−CH2−(O−CH2−CH2)n−であり、nは1から10の整数であり、
− QがN−R3であり、
− Zが、OまたはSまたはNHであり、
− Xは、OまたはSまたはCHまたはNHであり、
− R2およびR3は、一緒になって、
n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nが、2から9の整数であり、前記アルカンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成する、
化合物、ならびに
(ii)式(1)のモノマーではない他の重合性モノマー
を含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーであり、
(i)式(1)のモノマー対(ii)他の重合性モノマーの比は、1:1以上、好ましくは1.5:1以上であり、
化合物は、8000から4000000、好ましくは20000から2000000、より好ましくは50000から1000000の範囲の質量平均分子量(M)を有する、
化合物の使用方法が特に好ましい。
本発明は、銀ナノワイヤを作製する方法であって、以下の工程
− 上で定義されている式(1)のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーであるキャッピング剤化合物を得る工程または製造する工程
− 前記キャッピング剤化合物、ポリオール成分、および銀化合物、ならびに任意に、銅化合物、鉄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される脱酸素剤化合物を含む混合物を製造する工程
− 前記銀化合物を前記混合物中で前記ポリオール成分と反応させることによって、前記銀ナノワイヤを生じさせる工程
を含む、方法にも関する。
本明細書の、「上で定義されている式(1)のモノマー」という表現は、上の定義のいずれかを指し、詳細には、上で好ましいと明記されているいずれかの定義に関する。好ましい式(1)のモノマーは、添付の特許請求の範囲および下で明記されている本発明の態様の列挙でも開示されている。
一般的に、本発明の、キャッピング剤としての化合物の使用に関して、本明細書において上で論じられている本発明のすべての態様は、本発明の方法に必要な変更を加えて適用される。また、同様に、本明細書において以下で論じられている、本発明の銀ナノワイヤを作製する方法のすべての態様は、本発明の、キャッピング剤としての化合物の使用に必要な変更を加えて適用される。本発明の方法は、ポリオール法である。一般に、ポリオール法に関しては、またそのようなポリオール法の特定の実施形態に関しては、上で論じられている特許および非特許文献で言及されている。本発明の方法の具体的な例は、以下で明記されている。
− 前記キャッピング剤化合物、
− ポリオール成分、
− 銀化合物、
および、さらに
− 銅化合物、鉄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される脱酸素剤化合物
を含む混合物が製造される、本発明の方法が好ましい。
以下の工程:
− 製造された混合物を、10から30℃の範囲の温度から、120から160℃の範囲の反応温度まで、2分間を超えない時間内で、好ましく1分間を超えない時間内で加熱する工程
を含む、上で定義されている本発明の方法が好ましい。
意外なことに、前記銀化合物、前記キャッピング剤化合物および前記ポリオール成分を含む前記混合物が製造される先の工程、ならびに、製造された混合物がきわめて迅速に(2分間を上回らない時間内で)、10から30℃の範囲の温度から、120から160℃の範囲の反応温度まで加熱される後続のさらなる工程において、望ましい結果が達成されることを見出した。意外なことに、そのような方法の設計は、長期間にわたって加熱が実施される方法の設計と比較して、生じた銀ナノワイヤの平均の長さがより長くなる。
好ましくは、本発明による方法では、前記銀化合物は、無機または有機酸の塩、好ましくは無機酸の塩を含む。
より好ましくは、前記銀化合物は、無機または有機酸の塩からなり、好ましくは無機酸の塩からなる。
無機酸の前記銀塩は、従来技術で利用でき、公知の無機銀塩から選択され得る。しかし、本発明の方法では、前記銀化合物が、
− 硝酸銀、
− 硫酸銀、
− スルファミン酸銀、
− 塩素酸銀、
− 乳酸銀、
− 酢酸銀、
− 四ホウ酸銀、
− トリフルオロ酢酸銀、
および
− 過塩素酸銀
からなる群から選択される1種または複数の化合物からなることが好ましい。
当業者は、選択された実験の構成において、安定な銀化合物を選択するであろう。
多くの場合、後処理を容易にし、沈殿を避けるように、上で定義されている群から、単一の無機酸の銀塩を選択することが最も好ましい。
本発明による好ましい方法では、前記脱酸素剤化合物(銅化合物または鉄化合物またはそれらの混合物)は、無機または有機酸の塩、好ましくは無機酸の塩である。
より好ましくは、前記脱酸素剤化合物(銅化合物または鉄化合物またはそれらの混合物)は、無機または有機酸の塩からなり、好ましくは無機酸の塩からなる。
当業者は、(i)従来技術で利用でき、(ii)公知の無機銅塩または鉄塩から、無機酸の前記塩を選択するであろう。しかし、本発明の方法では、前記脱酸素剤化合物が、
− 塩化銅
− 酢酸銅
− 臭化銅
− ヨウ化銅
− フッ化銅
− 硝酸銅
− 硫酸銅
− 塩化鉄
および
− 鉄アセチルアセトネート
を含み、または好ましくは、それらからなる群から選択される1種または複数の化合物からなることが好ましい。
本明細書において、「塩化銅」という用語は、無水および非無水塩化銅(I)、無水および非無水塩化銅(II)ならびにそれらの混合物を含む。
本明細書において、「酢酸銅」という用語は、無水および非無水酢酸銅(I)、無水および非無水酢酸銅(II)ならびにそれらの混合物を含む。
本明細書において、「臭化銅」という用語は、無水および非無水臭化銅(I)、無水および非無水臭化銅(II)ならびにそれらの混合物を含む。
本明細書において、「ヨウ化銅」という用語は、無水および非無水ヨウ化銅(I)、無水および非無水ヨウ化銅(II)ならびにそれらの混合物を含む
本明細書において、「フッ化銅」という用語は、無水および非無水フッ化銅(I)、無水および非無水フッ化銅(II)ならびにそれらの混合物を含む。
本明細書において、「硝酸銅」という用語は、無水および非無水硝酸銅(I)、無水および非無水硝酸銅(II)ならびにそれらの混合物を含む。
本明細書において、「硫酸銅」という用語は、無水および非無水硫酸銅(I)、無水および非無水硫酸銅(II)ならびにそれらの混合物を含む。
本明細書において、「塩化鉄」という用語は、無水および非無水塩化鉄(II)、無水および非無水塩化鉄(III)ならびにそれらの混合物を含む。
本明細書において、「鉄アセチルアセトネート」という用語は、無水および非無水鉄(II)AcAc[すなわちビス(アセチルアセトナト)鉄(II)]、無水および非無水鉄(III)AcAc[すなわちトリス(アセチルアセトナト)鉄(III)]ならびにそれらの混合物を含む。
当業者は、選択された実験の構成において、安定かつ有効な銅化合物および/または鉄化合物を選択するであろう。
多くの場合、脱酸素剤化合物として使用するために、上で定義されている群からの単一の無機酸の銅塩または鉄塩を、後処理を容易にするように選択することが最も好ましい。
好ましくは、本発明による方法では前記銀化合物は硝酸銀であり、前記脱酸素剤化合物は塩化銅である。多くの例では、これらの化合物は、製造されたプレ混合物および/または混合物において、優れた溶解速度および良好な溶解度を所有する。さらに、塩化銅の塩素アニオンは、製造された混合物において最初のAg濃度を低く保つように促進し、ひいては、望ましくない、銀の核が未成熟であることを避ける。
多くの場合、本発明による方法では、ポリオール成分が、好ましくは合計数が2から6の範囲のC原子を有し、好ましくは合計数が2から6の範囲のヒドロキシ基を有する、1種または複数の脂肪族アルコールを含む(またはそれらからなる)ことが好ましい。これらの極性、ならびに望ましい融点の低さおよび沸点の高さのため、こうした好ましいアルコールの多くは、本発明の方法に有用な広い温度範囲で液体である。典型的には、本発明による方法では、ポリオール成分は、溶媒として作用する。
典型的には、本発明による方法では、ポリオール成分は、還元剤として作用する。いかなる理論にも束縛されることを望むものではないが、ポリオール成分は、酸化され、Agカチオンは、Agに還元されて、銀ナノワイヤを形成する。ポリオール成分の官能性、例えば還元剤の官能性は、ポリオール法での銀ナノワイヤの成長にきわめて重要であり、上で言及されている非特許および特許文献においてより詳細に記載されている。
より好ましくは、前記ポリオール成分は、
− エチレングリコール、
− グルコース、
− 1,2−プロパンジオール、
− 1,3−プロパンジオール、
および
− グリセリン
からなる群から選択される1種または複数の化合物を含む、または好ましくは、それらからなる。
これらの化合物は、個々に、および互いに組み合わせて、望ましい還元性を保有する。
多くの場合、ポリオール成分は、エチレングリコールからなることが好ましい。エチレングリコールは、簡単に利用でき、相対的に低い粘度を有し、これにより加工が容易になる。
好ましくは、本発明による方法では、ポリオール成分は、エチレングリコール(または上で定義されている好ましいポリオール成分の群からの他のいずれかの化合物)であり、銀化合物は硝酸銀であり、前記銅化合物は塩化銅である。そのようなポリオール成分は、エチレングリコールの粘度が相対的に低いため、また、溶媒のエチレングリコール中において硝酸銀および塩化銅の溶解速度および溶解度が高いため、好ましい。
多くの場合、前記銀化合物を前記混合物中で前記ポリオール成分と反応させることによって、前記銀ナノワイヤを生じさせる前記工程は、少なくとも、生じた1種または複数の銀ナノワイヤが、長軸に沿って0.5μm以上、好ましくは1μm以上、より好ましくは10μm以上の長さを有するまで続けられる、本発明による方法が好ましい。
0.5μm以上、好ましくは1μm以上、より好ましくは10μm以上の長さを有するそのような銀ナノワイヤは、導電膜、回路線、導電繊維、微小電極、センサ、電子装置における導体、光学装置における導体、液晶ディスプレイの電極、プラズマディスプレイの電極、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの電極、電子ペーパの電極、タッチパネルの電極、薄膜アモルファスシリコン太陽電池の電極、色素増感太陽電池の電極;電磁遮蔽材料および帯電防止材料の製作に優先的に使用される。
好ましくは、本発明による方法では、前記銀化合物を前記混合物中で前記ポリオール成分と反応させることによって、前記銀ナノワイヤを生じさせる前記工程は、
− 10分間から120分間の範囲、好ましくは10分間から60分間の範囲
および/または
− 120分間未満、好ましくは60分間未満、より好ましくは30分間未満、きわめて好ましくは20分間未満の持続時間を有する。
好ましくは本発明による方法に使用されるこうした短い反応時間は、生成全体を短縮するので、特に役立つ。
多くの場合、製造された前記混合物において、銀カチオン、前記脱酸素剤化合物(好ましくは銅)のカチオン、前記キャッピング剤化合物(本明細書において上で、および本明細書において下で定義されている)、および塩化物アニオンの濃度が、いずれの場合にも、製造された混合物の合計質量に対して
− 銀カチオン0.03質量%から4質量%、
− 前記脱酸素剤化合物のカチオン0から1質量%、好ましくは0.0001質量%から1質量%、
− 前記キャッピング剤化合物0.1質量%から3質量%
および
− 塩化物アニオン0質量%から1質量%、好ましくは0.0001質量%から0.5質量%である、本発明による方法が好ましい。
様々な化合物および成分の上述の濃度は、上で言及されている方法の銀ナノワイヤの成長速度、関連したレドックスサイクルの反応速度およびポストプロセス処理の最適な値を表す。
多くの場合、本発明による方法は、
− 上で定義されている一定量の式(1)のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより、キャッピング剤化合物を製造する工程、
− 前記キャッピング剤化合物、ポリオール成分、および銀化合物、ならびに任意に、銅化合物、鉄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される脱酸素剤化合物を含む混合物を製造する工程、
− 前記銀化合物を前記混合物中で前記ポリオール成分と反応させることによって、前記銀ナノワイヤを生じさせる工程
を含み、
製造された混合物における式(1)の前記モノマーの合計量対銀イオンの合計量のモル比が、0.1:1から40:1、好ましくは1:1から20:1、より好ましくは1:1から10:1の範囲である、
ことが好ましい。
製造され、上で明記されているように表すプレ混合物における式(1)の前記モノマーの合計量対銀イオンの合計量の好ましいモル比を使用する場合、銀ナノワイヤの速い成長速度およびプロセスの簡易なポストプロセス処理がいずれも達成される。
本発明は、上で定義されている表面に吸着しているキャッピング剤化合物を有する銀ナノワイヤを含む生成物にも関し、好ましくは、生成物は、上で定義されている方法により得られる。そのような生成物は、表面に吸着しているキャッピング剤化合物を有する銀ナノワイヤと適切な溶媒を接触させる工程、および生じた混合物を加熱することによって、キャッピング剤化合物を銀ナノワイヤ表面から脱着させ、溶媒に溶解する工程、ならびに(b)NMR、(GC−)MSなどによって、前記溶媒中の前記キャッピング剤化合物の生じた溶液を分析する工程を含む脱着処理によって吸着しているキャッピング剤化合物から銀ナノワイヤを分離することにより同定される。
いかなる理論にも束縛されることを望むものではないが、本発明は、銀ナノワイヤを含む生成物(好ましくは、本発明の方法により得られる)に関し、上で定義されているキャッピング剤化合物は、好ましくは、キャッピング剤化合物の1個または複数の原子Zを介して前記銀ナノワイヤの表面に吸着され、より好ましくは、1個または複数の原子Zおよび前記銀ナノワイヤの1個または複数の銀原子の間の共有結合を介して、前記銀ナノワイヤの表面に吸着され、また、より一層好ましくは、前記銀ナノワイヤの100結晶相における1個または複数の原子Zおよび1個または複数の銀原子の間における(好ましくは共有)結合を介して、前記銀ナノワイヤの表面に吸着される。キャッピング剤化合物の銀表面への吸着の説明および理論に関しては、Huangら(Langmuir、12、1996年、909〜912頁)を参照されたい。
好ましくは、本発明による生成物は、導電膜、回路線、導電繊維、微小電極、センサ、電子装置における導体、光学装置における導体、液晶ディスプレイの電極、プラズマディスプレイの電極、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの電極、電子ペーパの電極、タッチパネルの電極、薄膜アモルファスシリコン太陽電池の電極、色素増感太陽電池の電極;電磁遮蔽材料、帯電防止材料からなる群から選択される。
本発明の具体的な態様は、以下のように要約される。
1.ポリオール法において銀ナノワイヤの成長を制御または修正するためのキャッピング剤として、化合物を使用する方法であって、
化合物が、式(1)
Figure 2018512505
[式中、
− R1はHまたはCHであり、
− Lは、合計数1から25個の炭素原子および合計数0から10個の酸素原子を有する連結基であり、
− Qは、OまたはSまたはN−R3であり
− Zは、OまたはSまたはNHであり、
− Xは、OまたはSまたはCHまたはNHであり、
− R2およびR3は、互いに独立して、水素、合計数1から25個の炭素原子および合計数0から5個のヘテロ原子を有する置換アルキル、または合計数1から25個の炭素を有する非置換アルキルであり、または
R2およびR3は一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nは、2から9の整数であり、前記アルカンジイルは、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒に、n+3個の環原子を有する複素環を形成する]
のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーである、方法。
2.連結基Lが、
− 合計数1から25個の炭素原子を有するアルカンジイル基
または
− −CH−CH−(O−CH−CH−であり、nは1から10の整数である、
態様1による化合物を使用する方法。
3.連結基Lが、
− −CH
− −CH−CH
− −C(CH)H−CH
− −CH−C(CH)H−
− −C(CH)H−C(CH)H−
− −CH−CH−CH
および
− −CH−CH−CH−CH
からなる群から選択されるアルカンジイル基、または
− −CH−CH−(O−CH−CH−であり、nは、1から6、好ましくは1から3の範囲の整数である、
態様1から2のいずれか1つによる化合物を使用する方法。
4.QがN−R3である、態様1から3のいずれかによる化合物を使用する方法。
5.R2およびR3が一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nが、2から9の整数であり、前記アルカンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成する、態様4による化合物を使用する方法。
6.連結基Lが、
− −CH
− −CH−CH
− −C(CH)H−CH
− −CH−C(CH)H−
− −C(CH)H−C(CH)H−
− −CH−CH−CH
および
− −CH−CH−CH−CH
からなる群から選択されるアルカンジイル基、または
− −CH−CH−(O−CH−CH−であり、nは1から3の整数であり、
− QがN−R3であり、
− R2およびR3が一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nが、2から9の整数であり、前記アルカンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成する、
態様1から5のいずれかによる化合物を使用する方法。
7.ZがOである、態様1から6のいずれかによる化合物を使用する方法。
8.Xが、OまたはCHまたはNHである、態様1から7のいずれかによる化合物を使用する方法。
9.R1がHまたはCHであり、
連結基Lが、 −CH−、−CH−CH−、−C(CH)H−CH−、−CH−C(CH)H−、−C(CH)H−C(CH)H−、−CH−CH−CH−および−CH−CH−CH−CH−からなる群から選択されるアルカンジイル基、または、−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nが1から3の整数であり、
− QがN−R3であり、
− R2およびR3が一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nは、2から9の整数であり、前記アルカンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成し、
− ZがOであり、
− Xが、OまたはCHまたはNHである、
態様1から8のいずれかによる化合物を使用する方法。
10.− R1がHまたはCHであり、
− 連結基Lが、、−CH−、−CH−CH−、−C(CH)H−CH−、−CH−C(CH)H−
−C(CH)H−C(CH)H−、−CH−CH−CH−および−CH−CH−CH−CH−からなる群から選択されるアルカンジイル基、または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nは1から3の整数であり、
− QがN−R3であり、
− R2およびR3が一緒になって、エタンジイルを表し、前記エタンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、5個の環原子を有する複素環を形成し、
− ZがOであり、
− Xが、OまたはCHまたはNHである、
態様1から9のいずれかによる化合物を使用する方法。
11.− R1がHまたはCHであり、
− 連結基Lが、−CH−CH−または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nが1から3の整数であり、
− QがN−R3であり、
− R2およびR3が一緒になって、エタンジイルを表し、前記エタンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、5個の環原子を有する複素環を形成し
− ZがOであり、
− Xが、OまたはCHまたはNHである、
態様1から10のいずれかによる化合物を使用する方法。
12.化合物が、
Figure 2018512505
からなる群から選択される、式(1)の1種または複数のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーである、態様1から11のいずれかによる化合物を使用する方法。
13.キャッピング剤化合物が、8000から4000000、好ましくは20000から2000000、より好ましくは50000から1000000の範囲の質量平均分子量(M)を有する、態様1から12のいずれかによる化合物を使用する方法。
14.前記ポリオール法において、銀ナノワイヤの成長が120℃から160℃の範囲の反応温度にて実施され、
好ましくは、
120℃から160℃の範囲の反応温度が、10分間から120分間の範囲、好ましくは10分間から60分間の範囲の持続時間で維持され
より好ましくは、
140℃から160℃の範囲の反応温度が、10分間から120分間の範囲、好ましくは10分間から60分間の範囲の持続時間で維持される、
態様1から13のいずれかによる化合物を使用する方法。
15.化合物が、
(i)式(1)のモノマー
および
(ii)式(1)のモノマーではない他の重合性モノマー
を含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーであり、(i)式(1)のモノマー対(ii)他の重合性モノマーの比は、1:1以上、好ましくは1.5:1以上である、
態様1から14のいずれかによる化合物を使用する方法。
16.化合物が、
(i)式(1)のモノマー
および
(ii)式(1)のモノマーではない他の重合性モノマー
を含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーであり、(i)式(1)のモノマー対(ii)他の重合性モノマーの比は、1:1以上、好ましくは1.5:1以上であり、
化合物が、8000から4000000、好ましくは20000から2000000、より好ましくは50000から1000000の範囲の質量平均分子量(M)を有する、
態様1から15のいずれかによる化合物を使用する方法。
17.化合物が、
(i)式(1)
Figure 2018512505
[式中、
− R1はHまたはCHであり
− Lは、合計数1から25個の炭素原子を有するアルカンジイル基または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nは1から10の整数であり、
− QはN−R3であり、
− Zは、OまたはSまたはNHであり、
− Xは、OまたはSまたはCHまたはNHであり、
− R2およびR3は一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nは、2から9の整数であり、前記アルカンジイルは、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成する]
のモノマー、ならびに
(ii)式(1)のモノマーではない他の重合性モノマー
を含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーであり、
(i)式(1)のモノマー対(ii)他の重合性モノマーの比は、1:1以上、好ましくは1.5:1以上であり、
化合物は、8000から4000000、好ましくは20000から2000000、より好ましくは50000から1000000の範囲の質量平均分子量(M)を有する、
態様1から16のいずれかに従って使用する方法。
18.ポリオール法における銀ナノワイヤの前記成長が、
− 前記キャッピング剤化合物、
− ポリオール成分、
− 銀化合物、
および
− 銅化合物、鉄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される脱酸素剤化合物
を含む混合物中で実施される、態様1から17のいずれかによる化合物を使用する方法。
19.銀ナノワイヤを作製する方法であって、以下の工程
− 態様1から13のいずれかで定義されている式(1)のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーであるキャッピング剤化合物を得る、または製造する工程、
− 前記キャッピング剤化合物、ポリオール成分、および銀化合物、ならびに任意に、銅化合物、鉄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される脱酸素剤化合物を含む混合物を製造する工程、
− 前記銀化合物を前記混合物中で前記ポリオール成分と反応させることによって、前記銀ナノワイヤを生じさせる工程
を含む、方法。
20.以下の工程:
− 製造された混合物を、10から30℃の範囲の温度から、120から160℃の範囲の反応温度まで、2分間を超えない時間内で、好ましく1分間を超えない時間内で加熱する工程
を含む、態様19による方法。
21.前記銀化合物が、無機または有機酸の塩、好ましくは無機酸の塩を含む、態様19から20のいずれかによる方法。
22.前記銀化合物が、
− 硝酸銀、
− 硫酸銀、
− スルファミン酸銀、
− 塩素酸銀、
− 乳酸銀、
− 酢酸銀、
− 四ホウ酸銀、
− トリフルオロ酢酸銀、
および
− 過塩素酸銀
からなる群から選択される、1種または複数の化合物からなる、態様19から21のいずれかによる方法。
23.前記脱酸素剤化合物が、無機または有機酸の塩、好ましくは無機酸の塩を含む、態様19から22のいずれかによる方法。
24.前記脱酸素剤化合物が、
− 塩化銅、
− 酢酸銅、
− 臭化銅、
− ヨウ化銅、
− フッ化銅、
− 硝酸銅、
− 硫酸銅、
− 塩化鉄、
および
− 鉄アセチルアセトネート
からなる群から選択される1種または複数の化合物からなる、態様19から23のいずれかによる方法。
25.前記銀化合物が硝酸銀であり、前記脱酸素剤化合物が塩化銅である、態様19から24のいずれかによる方法。
26.ポリオール成分が、
− エチレングリコール、
− グルコース、
− 1,2−プロパンジオール、
− 1,3−プロパンジオール、
および
− グリセリン
からなる群から選択される1種または複数の化合物を含み、
ポリオール成分が、好ましくは、エチレングリコールを含む、
態様19から25のいずれかによる方法。
27.ポリオール成分が、エチレングリコールを含み、銀化合物が硝酸銀であり、前記銅化合物が塩化銅である、態様19から26のいずれかによる方法。
28.前記銀化合物を前記混合物中で前記ポリオール成分と反応させることによって前記銀ナノワイヤを生じさせる前記工程が、生じた1種または複数の銀ナノワイヤが、少なくとも、長軸に沿って0.5μm以上、好ましくは1μm以上、より好ましくは10μm以上の長さを有するまで続けられる、態様19から27のいずれかによる方法。
29.前記銀化合物を前記混合物中で前記ポリオール成分と反応させることによって前記銀ナノワイヤを生じさせる前記工程が、
− 10分間から120分間の範囲、好ましくは10分間から60分間の範囲
および/または
− 120分間未満、好ましくは60分間未満、より好ましくは30分間未満、最も好ましくは20分間未満
の持続時間を有する、態様19から28のいずれかによる方法。
30.製造された前記混合物において、銀カチオン、前記脱酸素剤化合物のカチオン、前記キャッピング剤化合物および塩素アニオンの濃度が、いずれの場合にも、製造された混合物の合計質量に対して、
− 銀カチオン0.03質量%から4質量%、
− 前記脱酸素剤化合物のカチオン0.0001質量%から1質量%、
− 前記キャッピング剤化合物0.1質量%から3質量%
および
− 塩化物アニオン0質量%から1質量%、好ましくは0.0001質量%から0.5質量%
である、態様19から29のいずれかによる方法。
31.− 態様1から13のいずれかで定義されている、一定量の式(1)のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより、キャッピング剤化合物を製造する工程、
− 前記キャッピング剤化合物、ポリオール成分、および銀化合物、ならびに任意に、銅化合物、鉄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される脱酸素剤化合物を含む混合物を製造する工程、
− 前記銀化合物を前記混合物中で前記ポリオール成分と反応させることによって、前記銀ナノワイヤを生じさせる工程
を含み、
製造された混合物中の式(1)の前記モノマーの合計量対銀イオンの合計量のモル比が、0.1:1から40:1、好ましくは1:1から20:1、より好ましくは1:1から10:1の範囲である、
態様19から30のいずれかによる方法。
32.態様1から13のいずれかで定義されている表面に吸着しているキャッピング剤化合物を有する銀ナノワイヤを含む生成物であって、好ましくは、態様19から31のいずれかの方法により得られる、生成物。
33.導電膜、回路線、導電繊維、微小電極、センサ、電子装置における導体、光学装置における導体、液晶ディスプレイの電極、プラズマディスプレイの電極、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの電極、電子ペーパの電極、タッチパネルの電極、薄膜アモルファスシリコン太陽電池の電極、色素増感太陽電池の電極;電磁遮蔽材料、帯電防止材料からなる群から選択される、態様32による生成物。
本発明は、添付の図に関して、以下の例によりさらに説明される。
実施例1d)に従って合成した銀ナノワイヤの、光学顕微鏡法による画像である。 実施例1d)に従って合成した銀ナノワイヤの、光学顕微鏡法による、図1aよりも高倍率の画像である。 実施例2に従って合成した銀ナノワイヤの、光学顕微鏡法による画像である。 実施例2に従って合成した銀ナノワイヤの、光学顕微鏡法による、図2aよりも高倍率の画像である。 実施例3a)に従って合成した銀ナノワイヤの、光学顕微鏡法による画像である。 実施例3c)に従って合成した銀ナノワイヤの、光学顕微鏡法による画像である。 実施例3f)に従って合成した銀ナノワイヤの、光学顕微鏡法による画像である。
略語の定義:
PEA:N−ピロリドニル−エチル−アクリレート
Figure 2018512505
PEMA:N−ピロリドニル−エチル−メタクリレート
Figure 2018512505
ポリPEA:N−ピロリドニル−エチル−アクリレートのポリマー(M:23200、M:286000)
ポリPEMA:N−ピロリドニル−エチル−メタクリレートのポリマー(M:12900、M:41900)
EG:エチレングリコール
:サイズ排除クロマトグラフィーによって判定される数平均モル質量
:サイズ排除クロマトグラフィーによって判定される質量平均モル質量
キャッピング剤化合物としてポリPEAを使用して、硝酸銀濃度を変化させ、脱酸素剤化合物として塩化銅(II)を用いた銀ナノワイヤの製造
5487μlのポリPEA−EG溶液を製造した(PEA繰り返し単位では72mMの濃度を有する、すなわち、0.395mmolのPEAモノマーに相当する一定量のポリPEAを含む)。
以下の表1で特定されている5種の異なる量の硝酸銀を、上記で製造された溶液中にそれぞれ溶解し、Ag/ポリPEAの比が異なる溶液を得た。対応する実施例は、実施例1a)、1b)、1c)、1d)および1e)とそれぞれ指定される(表1を参照されたい)。
特定の比のAg/ポリPEAを有するこれらの溶液のそれぞれに、140μlのEG中の4mM塩化銅(II)溶液を添加して、5種類の異なる混合物を得た。
生じた混合物のそれぞれを反応容器中で撹拌して、透明な溶液を形成し、次いで、反応混合物内の銀ナノワイヤを成長させるために、160℃に加熱し、150rpmで15分間撹拌しながらこの温度で維持した。
周囲温度を有する水浴中で、対応する反応混合物を含む対応する反応容器を冷却することにより、反応物のそれぞれをクエンチした。
[注記:分析によれば、実施例1a)から1e)のそれぞれにおいて、成長した銀ナノワイヤの表面にポリPEAが吸着していた。したがって、分析したそれぞれの生成物は、表面に吸着しているポリPEAを有する銀ナノワイヤを含む生成物であった。]
いずれの場合も、銀ナノワイヤを、反応混合物の液相から分離し、次いでアセトンおよびエタノールで洗浄し、次いで、2000rpmで10分間遠心分離し、続いて、液相を除去することにより収集する。
最終的に、また、いずれの場合にも、収集した銀ナノワイヤをエタノール中に再度分散させた。
様々なパラメータは、以下の通りである:
Figure 2018512505
実施例1d)に従って合成した銀ナノワイヤは、約130nmの直径、約50μmの平均長さを有していた。この直径およびこの長さは好ましい。
実施例1d)に従って合成した銀ナノワイヤの画像は、図1aおよび図1bとして添付されている。これらの図により、実施例1d)に従って合成した銀ナノワイヤの、光学顕微鏡法による画像が異なる倍率で示される。図1aおよび図1bにより、同じく生成された銀粒子の数と比較して多い無数の銀ナノワイヤが示される。
実施例1b)および1c)の結果は、実施例1d)の結果と同様である。
しかし、実施例1a)および1e)の実験条件下で、一定量の銀ナノワイヤおよび多量の他の銀粒子を含む、それぞれの生成混合物が得られた。これらの生成物は、特に好ましいとはみなされない。
したがって、適切な量のAgNO、およびAg対PEA繰り返し単位の適切なモル比は、得られた銀生成混合物の品質に関して有意な効果を有すると考えられる。それに対応して、製造された混合物中における、式(1)のモノマー(すなわち、実施例1のPEA)の合計量対銀イオンの合計量の好ましいモル比に関しても、上の説明を参照されたい。
キャッピング剤化合物として、ポリPEAを使用し、脱酸素剤化合物として塩化銅(I)を用いる銀ナノワイヤの製造
5487μlのポリPEA−EG溶液を製造した(PEA繰り返し単位では72mMの濃度を有する、すなわち、0.395mmolのPEAモノマーに相当する一定量のポリPEAを含む)。
50mgの硝酸銀を、製造されたポリPEA−EG溶液に溶解して、溶液を得た。
この溶液に、4mMの濃度の塩化銅(I)、および4mMの濃度の塩化ナトリウムを有する140μlのEG混合物を添加して、混合物を得た。
混合物を反応容器中で撹拌して、透明な溶液を形成し、次いで、反応混合物内で銀ナノワイヤを成長させるために、160℃に加熱し、この温度にて、Nでパージし、150rpmで15分間撹拌しながら維持した。
周囲温度を有する水浴中で、反応混合物を含む反応容器を冷却することにより、反応物をクエンチした。
[注記:分析によれば、成長した銀ナノワイヤの表面にポリPEAが吸着していた。したがって、分析した生成物は、表面に吸着しているポリPEAを有する銀ナノワイヤを含む生成物であった。]
銀ナノワイヤを、反応混合物の液相から分離し、次いで、アセトンおよびエタノールで洗浄し、次いで、2000rpmで10分間遠心分離し、続いて液相を除去することにより収集した。
最終的に、収集した銀ナノワイヤを、エタノール中に再度分散させた。
上のプロトコールに従って合成した銀ナノワイヤは、約100nmの直径および約30μmの平均長さを有していた
実施例2に従って合成した銀ナノワイヤの光学顕微鏡法による画像は、図2aおよび2bとして添付されている。
異なる反応温度/反応時間の組合せでキャッピング剤化合物としてポリPEAを使用し、脱酸素剤化合物として塩化銅(II)を用いた銀ナノワイヤの製造
5487μlのポリPEA−EG溶液を製造した(PEA繰り返し単位では72mMの濃度を有する、すなわち、0.395mmolのPEAモノマーに相当する一定量のポリPEAを含む)。
50mgの硝酸銀を、製造されたポリPEA−EG溶液に溶解して、溶液を得た。
この溶液に、140μlのEG中の4mM塩化銅(II)溶液を添加して、実施例3a)として指定されている混合物を得た。
上の手順を5回繰り返して、実施例3b)、3c)、3d)、3e)および3f)として指定されている対応する混合物を得た。
上で製造した6種の混合物(例えば3a)から3f))は、それぞれ反応容器中で撹拌して、透明な溶液を形成し、次いで、対応する反応混合物内で銀ナノワイヤを成長させるために、対応する温度に加熱し(表2に従って)、この温度にて150rpmで対応する期間(表2を参照されたい)撹拌しながら維持した。
Figure 2018512505
周囲温度を有する水浴中で、対応する反応混合物を含む対応する反応容器を冷却することにより、反応物のそれぞれをクエンチした。
[注記:分析によれば、実施例3a)から3f)のそれぞれでは、成長した銀ナノワイヤの表面にポリPEAが吸着していた。したがって、分析した生成物は、表面に吸着しているポリPEAを有する銀ナノワイヤを含む生成物であった。]
いずれの場合にも、銀ナノワイヤを、反応混合物の液相から分離し、次いでアセトンおよびエタノールで洗浄し、次いで、2000rpmで10分間遠心分離し、続いて、液相を除去することにより収集した。
最終的に、また、いずれの場合にも、収集した銀ナノワイヤをエタノール中に再度分散させた。
実施例3a)、3c)および3f)に従って合成した銀ナノワイヤの画像は、図3a、図3bおよび図3cとしてそれぞれ添付されている。図3a、図3bおよび図3cにより、同じく生成された銀粒子の数と比較して多い無数の銀ナノワイヤが示される。
ポリPEMAをキャッピング剤化合物として使用し、脱酸素剤化合物として塩化銅(II)を用いた銀ナノワイヤの製造
5487μlのポリPEMA−EG溶液を製造した(PEMA繰り返し単位では72mMの濃度を有する、すなわちPEMAモノマーの0.395mmolに相当する一定量のポリPEMAを含む)。
50mgの硝酸銀を、製造されたポリPEMA−EG溶液中に溶解して、溶液を得た。
この溶液に、140μlのEG中の4mM塩化銅(II)溶液を添加して、混合物を得た。
この混合物を、反応容器中で撹拌して、透明な溶液を形成し、次いで、反応混合物内で銀ナノワイヤを成長させるために、160℃に加熱し、150rpmで30分間撹拌しながら、この温度にて維持した。
周囲温度を有する水浴中で、反応混合物を含む反応容器を冷却することにより、反応物をクエンチした。
[注記:分析によれば、成長した銀ナノワイヤの表面にポリPEMAが吸着していた。したがって、分析した生成物は、表面に吸着しているポリPEMAを有する銀ナノワイヤを含む生成物であった。]
銀ナノワイヤを、反応混合物の液相から分離し、次いで、アセトンおよびエタノールで洗浄し、次いで、2000rpmで10分間遠心分離し、続いて液相を除去することにより収集した。
最終的に、収集した銀ナノワイヤを、エタノール中に再度分散させた。
(i)PEAおよび(ii)2−ヒドロキシエチルアクリレートの繰り返し単位を有するコポリマーを、キャッピング剤化合物として使用した銀ナノワイヤの製造
(i)PEAおよび(ii)2−ヒドロキシエチルアクリレートの繰り返し単位を有するコポリマーを含有する、5487μlのエチレングリコール溶液を製造した((i)PEA繰り返し単位では72mMの濃度を有する、すなわち0.395mmolのPEAモノマーに相当する一定量の共重合化PEAを含む、(ii)2−ヒドロキシエチアクリレート繰り返し単位では72mMの濃度を有する、すなわち、0.395mmolの2−ヒドロキシエチルアクリレートモノマーに相当する一定量の共重合化2−ヒドロキシエチルアクリルレートを含む)。
50mgの硝酸銀を、上で言及されているエチレングリコール溶液に溶解して、溶液を得た。
この溶液に、140μlのEG中の4mM塩化銅(II)溶液を添加して、混合物を得た。
この混合物を、反応容器中で撹拌して、透明な溶液を形成し、次いで、反応混合物内で銀ナノワイヤを成長させるために、160℃に加熱し、150rpmで15分間撹拌しながら、この温度にて維持した。
周囲温度を有する水浴中で、反応混合物を含む反応容器を冷却することにより、反応物をクエンチした。
[注記:分析によれば、PEAおよび2−ヒドロキシエチルアクリルレートの繰り返し単位を有するコポリマーが、成長した銀ナノワイヤの表面に吸着していた。したがって、分析された生成物は、表面に吸着しているPEAおよび2−ヒドロキシエチルアクリレートの繰り返し単位を有するコポリマーを有する銀ナノワイヤを含む生成物であった。]
銀ナノワイヤを、反応混合物の液相から分離し、次いでアセトンおよびエタノールで洗浄し、次いで、2000rpmで10分間遠心分離し、続いて、液相を除去することにより収集した。
最終的に、収集した銀ナノワイヤをエタノール中に再度分散させた。

Claims (18)

  1. ポリオール法において銀ナノワイヤの成長を制御または修正するためのキャッピング剤として、化合物を使用する方法であって、
    化合物が、式(1)
    Figure 2018512505
    [式中、
    − R1はHまたはCHであり、
    − Lは、合計数1から25個の炭素原子および合計数0から10個の酸素原子を有する連結基であり、
    − Qは、OまたはSまたはN−R3であり
    − Zは、OまたはSまたはNHであり、
    − Xは、OまたはSまたはCHまたはNHであり、
    − R2およびR3は、互いに独立して、水素、合計数1から25個の炭素原子および合計数0から5個のヘテロ原子を有する置換アルキル、もしくは合計数1から25個の炭素を有する非置換アルキルであり、または
    R2およびR3は、一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nは、2から9の整数であり、前記アルカンジイルは、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成する]
    のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーである、方法。
  2. − 連結基Lが、合計数1から25個の炭素原子を有するアルカンジイル基、または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nが1から10の整数であり、
    かつ/または
    − QがN−R3である、
    請求項1に記載の化合物を使用する方法。
  3. − QがN−R3であり、
    − R2およびR3が一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nが、2から9の整数であり、前記アルカンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成する、
    請求項2に記載の化合物を使用する方法。
  4. − ZがOであり、
    かつ/または
    − Xが、OもしくはCHもしくはNHである、
    請求項1から3のいずれか一項に記載の化合物を使用する方法。
  5. − R1がHまたはCHであり、
    − 連結基Lが、−CH−、−CH−CH−、−C(CH)H−CH−、−CH−C(CH)H−、−C(CH)H−C(CH)H−、−CH−CH−CH−および−CH−CH−CH−CHからなる群から選択されるアルカンジイル基、または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nが1から3の整数であり、
    − QがN−R3であり、
    − R2およびR3が一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを表し、nが、2から9の整数であり、前記アルカンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成し、
    − ZがOであり、
    − Xが、OまたはCHまたはNHである、
    請求項1から4のいずれか一項に記載の化合物を使用する方法。
  6. − R1がHまたはCHであり、
    − 連結基Lが、−CH−CH−または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nが1から3の整数であり、
    − QがN−R3であり、
    − R2およびR3が一緒になって、エタンジイルを表し、前記エタンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、5個の環原子を有する複素環を形成し
    − ZがOであり、
    − Xが、OまたはCHまたはNHである、
    請求項1から5のいずれか一項に記載の化合物を使用する方法。
  7. 化合物が、
    Figure 2018512505
    からなる群から選択される、式(1)の1種または複数のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーである、請求項1から6のいずれか一項に記載の化合物を使用する方法。
  8. キャッピング剤化合物が、8000から4000000、好ましくは20000から2000000、より好ましくは50000から1000000の範囲の質量平均分子量(M)を有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の化合物を使用する方法。
  9. ポリオール法における銀ナノワイヤの前記成長が、
    − 前記キャッピング剤化合物、
    − ポリオール成分、
    − 銀化合物、および
    − 銅化合物、鉄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される脱酸素剤化合物
    を含む混合物中で実施される、請求項1から8のいずれか一項に記載の化合物を使用する方法。
  10. 化合物が、(i)式(1)のモノマーおよび(ii)式(1)のモノマーではない他の重合性モノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーであり、
    (i)式(1)のモノマー対(ii)他の重合性モノマーの比が、1:1以上、好ましくは1.5:1以上である、
    請求項1から9のいずれか一項に記載の化合物を使用する方法。
  11. 化合物が、(i)式(1)のモノマーおよび(ii)式(1)のモノマーではない他の重合性モノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーであり、
    (i)式(1)のモノマー対(ii)他の重合性モノマーの比が、1:1以上、好ましくは1.5:1以上であり、
    化合物が、8000から4000000、好ましくは20000から2000000、より好ましくは50000から1000000の範囲の質量平均分子量(M)を有する、
    請求項1から10のいずれか一項に記載の化合物を使用する方法。
  12. 化合物が、(i)式(1)
    Figure 2018512505
    [式中、
    − R1はHまたはCHであり、
    − Lは、合計数1から25個の炭素原子を有するアルカンジイル基、または−CH−CH−(O−CH−CH−であり、nが1から10の整数であり、
    − QはN−R3であり、
    − Zは、OまたはSまたはNHであり、
    − Xは、OまたはSまたはCHまたはNHであり、
    − R2およびR3は一緒になって、n個の炭素原子を有するアルカンジイルを一緒に表し、nが、2から9の整数であり、前記アルカンジイルが、(i)原子Xおよび(ii)N−R3の窒素原子と一緒になって、n+3個の環原子を有する複素環を形成する]
    のモノマー、ならびに(ii)式(1)のモノマーではない他の重合性モノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーであって、
    (i)式(1)のモノマー対(ii)他の重合性モノマーの比は、1:1以上、好ましくは1.5:1以上であり、
    化合物が、8000から4000000、好ましくは20000から2000000、より好ましくは50000から1000000の範囲の質量平均分子量(M)を有する、
    請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物を使用する方法。
  13. 銀ナノワイヤを作製する方法であって、以下の工程:
    − 請求項1から8のいずれか一項で定義されている式(1)のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより得られるポリマーであるキャッピング剤化合物を得る、または製造する工程、
    − 前記キャッピング剤化合物、ポリオール成分、および銀化合物、ならびに任意に、銅化合物、鉄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される脱酸素剤化合物を含む混合物を製造する工程、
    − 前記銀化合物を前記混合物中で前記ポリオール成分と反応させることによって、前記銀ナノワイヤを生じさせる工程
    を含む、方法。
  14. 以下の工程:
    − 製造された混合物を、10から30℃の範囲の温度から、120から160℃の範囲の反応温度まで、2分間を超えない時間内で、好ましく1分間を超えない時間内で加熱する工程
    を含む、請求項13に記載の方法。
  15. ポリオール成分が、エチレングリコール、グルコース、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオールおよびグリセリンからなる群から選択される1種または複数の化合物を含み、
    ポリオール成分が、好ましくはエチレングリコールを含む、請求項13または14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記銀化合物を前記混合物中で前記ポリオール成分と反応させることによって、前記銀ナノワイヤを生じさせる前記工程が、
    − 少なくとも、1種もしくは複数の生じた銀ナノワイヤが、長軸に沿って0.5μm以上、好ましくは1μm以上、より好ましくは10μm以上の長さを有するまで続けられ、かつ/または
    − 10分間から120分間の範囲、好ましくは10分間から60分間の範囲、および/もしくは120分間未満、好ましくは60分間未満、より好ましくは30分間未満、最も好ましくは20分間未満の持続時間を有する、請求項13から15のいずれか一項に記載の方法。
  17. − 請求項1から8のいずれか一項で定義されている一定量の式(1)のモノマーを含む重合性モノマーを重合させることにより、キャッピング剤化合物を製造する工程、
    − 前記キャッピング剤化合物、ポリオール成分、および銀化合物、ならびに任意に、銅化合物、鉄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される脱酸素剤化合物を含む混合物を製造する工程、
    − 前記銀化合物を前記混合物中で前記ポリオール成分と反応させることによって、前記銀ナノワイヤを生じさせる工程
    を含み、
    製造された混合物中の式(1)の前記モノマーの合計量対銀イオンの合計量のモル比が、0.1:1から40:1、好ましくは1:1から20:1、より好ましくは1:1から10:1の範囲である、請求項13から16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 請求項1から8のいずれか一項で定義されている、表面に吸着しているキャッピング剤化合物を有する銀ナノワイヤを含む生成物であって、好ましくは、請求項13から17のいずれか一項に記載の方法により得られる、生成物。
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