KR101337412B1 - Manufacturing method for metal nanowire in room temperature and aqueous media - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상온, 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액에서 일정한 길이의 금속 나노선을 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 발명은 제조방법을 통해 종래에 비해 매우 낮은 상온에서도 금속 나노선을 제조할 수 있게 되고, 무수 폴리올 매질이 아닌 다루기 쉬운 수성 매질에서 금속 나노선을 제조하는 것이 가능하게 되었고, 또한 길이와 종횡비가 매우 균일한 금속 나노선을 재현성 높게 제조할 수 있다.The present invention relates to a method for producing a metal nanowire of a constant length in a room temperature, poly (sodium 4-styrenesulfonate) aqueous solution, the present invention to produce a metal nanowire even at a very low temperature compared to the prior art through the manufacturing method. This makes it possible to produce metal nanowires in a manageable aqueous medium rather than anhydrous polyol medium, and also to produce highly reproducible metal nanowires with very uniform length and aspect ratio.

Description

상온, 수용액상에서의 금속 나노선의 제조방법{Manufacturing method for metal nanowire in room temperature and aqueous media}Manufacturing method for metal nanowire in room temperature and aqueous media

본 발명은 금속 나노선의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상온, 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액에서 일정한 길이의 금속 나노선을 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a metal nanowire, and more particularly to a method for manufacturing a metal nanowire of a constant length in a poly (sodium 4-styrenesulfonate) aqueous solution at room temperature.

1차원 형상의 금속 나노구조체, 특히 종횡비가 높은 은 나노선은 뛰어난 광학 특성, 전기전도도로 인하여 도전성 필름, 전극이나 기타 나노 구조체의 생산에 이용되고 있다.Metal nanostructures having a one-dimensional shape, particularly silver nanowires having high aspect ratios, have been used for the production of conductive films, electrodes and other nanostructures due to their excellent optical properties and electrical conductivity.

최근 금속염 전구체를 폴리비닐피롤리돈의 존재하에서 에틸렌글리콜을 비롯한 폴리올을 환원제로 사용함으로써, 금속 나노와이어가 제조하는 기술이 보고된 바 있다[Chem. Mater. 14, 4736-4745]. 상기 기술은 금속 나노구조체를 “폴리올 환원방법”이라 명명될 수 있는 반응을 통해 용액기반으로 금속 나노구조체를 비교적 용이하게 제조할 수 있는 장점이 있다. 그러나 상기 방법은 150 ℃ 이상의 높은 반응온도를 필요로 하고, 에틸렌글리콜과 같은 무수 폴리올을 이용하는 비수상 반응으로 조작이 번거러우며, 상기 방법으로 제조된 금속 나노구조체는 나노와이어의 형상을 가지기는 하지만 나노와이어 뿐만 아니라 나노입자의 형상을 갖는 구조체가 혼재되어 있는 경우가 많으며, 반응 조건에 따라서 나노 구조체의 형태가 재현성 있게 제조되기 어렵다는 단점이 있다. Recently, a technique for producing metal nanowires has been reported by using polyols including ethylene glycol as reducing agents in the presence of polyvinylpyrrolidone [Chem. Mater. 14, 4736-4745. The technique has an advantage that the metal nanostructure can be relatively easily prepared on a solution basis through a reaction that can be referred to as a "polyol reduction method." However, the above method requires a high reaction temperature of 150 ° C. or higher, and it is cumbersome to operate by non-aqueous reaction using anhydrous polyol such as ethylene glycol. Structures having the shape of nanoparticles as well as wires are often mixed, and there is a disadvantage that the shape of the nanostructures is difficult to be reproducibly produced according to reaction conditions.

한편 수성 매질하에서 은 나노선을 제조하는 방법으로 세틸트리메틸암모늄 브로마이드 및 소듐 도데실설페이트와 같은 이온성 계면활성제나 구연산을 사용하는 방법도 보고되고 있으나, 일정한 종횡비 또는 일정 길이를 가지는 은 나노선의 합성은 불가능하였다.
On the other hand, a method of preparing silver nanowires under an aqueous medium has been reported to use ionic surfactants such as cetyltrimethylammonium bromide and sodium dodecyl sulfate or citric acid. It was impossible.

본 발명은 반응온도가 상온을 매우 낮고, 수성 매질 하에서 금속 나노선을 제조할 수 있으며, 또한 일정한 종횡비와 길이를 가지는 금속 나노선을 균일하고 재현성 있게 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
The present invention provides a method for producing metal nanowires having a very low reaction temperature at room temperature, preparing metal nanowires under an aqueous medium, and having uniform aspect ratios and lengths in a uniform and reproducible manner.

본 발명은 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액에, 금속 나노입자 씨앗 용액, 금속염 및 환원제를 첨가하여 교반하여 금속 나노선을 형성하는 단계를 포함하는 하는 금속 나노선의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a metal nanowire comprising the step of adding a metal nanoparticle seed solution, a metal salt, and a reducing agent to a poly (sodium 4-styrenesulfonate) aqueous solution to stir to form a metal nanowire.

본 발명에서 상기 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 농도는 20 내지 50 mM인 것이 바람직하다. 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 농도가 상기 하한치 미만에서는 부정형의 다분산된(polydispersed) 나노입자의 혼합물만이 형성되고, 상기 상한치를 초과할 경우 복잡하게 얽힌 그물망 구조가 형성될 수 있다.In the present invention, the concentration of the poly (sodium 4-styrenesulfonate) is preferably 20 to 50 mM. When the concentration of poly (sodium 4-styrenesulfonate) is below the lower limit, only a mixture of amorphous polydispersed nanoparticles is formed, and when the upper limit is exceeded, a complicated entangled network structure may be formed.

본 발명에서 상기 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 수평균분자량은 50,000 내지 100,000, 바람직하게는 60,000 내지 80,000이다. 상기 범위를 벗어난 경우 금속 나노선이 형성되지 않을 수 있다.In the present invention, the number average molecular weight of the poly (sodium 4-styrenesulfonate) is 50,000 to 100,000, preferably 60,000 to 80,000. If it is out of the above range, the metal nanowire may not be formed.

본 발명에서 상기 금속염은 금속 양이온 및 유기 또는 무기 음이온으로 이루어진 것으로서, AgNO3, Ag(CH3COO)2, AgClO4, Au(ClO4)3, PdCl2 및 PtCl2 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 상기 금속염의 농도는 0.01 내지 0.3 mM, 바람직하게는 0.05 내지 0.2 mM이다.In the present invention, the metal salt is composed of a metal cation and an organic or inorganic anion, and may be any one selected from AgNO 3 , Ag (CH 3 COO) 2 , AgClO 4 , Au (ClO 4 ) 3 , PdCl 2, and PtCl 2 . have. The concentration of the metal salt is 0.01 to 0.3 mM, preferably 0.05 to 0.2 mM.

본 발명에서 상기 환원제는 아스코르빈산, 구연산나트륨, 수소화붕소나트륨 및 하이드로퀴논 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.In the present invention, the reducing agent may be any one selected from ascorbic acid, sodium citrate, sodium borohydride and hydroquinone.

본 발명의 금속 나노선의 제조방법은 종래 폴리올 환원방법이 150 ℃ 이상, 적어도 100 ℃에서 수행되는 것과 달리 상온에서 수행될 수 있다. 본 발명에서 상온은 1 내지 60 ℃, 바람직하게는 2 내지 45 ℃, 더욱 바람직하게는 3 내지 35 ℃을 의미하는 것으로, 특히 본 발명에서는 별도의 가열 조작을 수행하지 않고 금속 나노선이 제조될 수 있다.The method for producing a metal nanowire of the present invention may be performed at room temperature, unlike the conventional polyol reduction method performed at 150 ° C. or higher and at least 100 ° C. In the present invention, the room temperature means 1 to 60 ° C, preferably 2 to 45 ° C, more preferably 3 to 35 ° C. In particular, in the present invention, metal nanowires may be produced without performing a separate heating operation. have.

본 발명의 금속 나노선의 제조는 상기 조건에서 2 내지 60 분 정도의 반응, 바람직하게는 3 내지 30 분, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 분 동안 반응을 통해 이루어질 수 있다.Preparation of the metal nanowire of the present invention may be carried out by reaction for 2 to 60 minutes, preferably 3 to 30 minutes, more preferably 5 to 15 minutes in the above conditions.

본 발명의 방법을 통해 제조된 금속 나노선은 직경이 40 내지 60 nm로 일정하고, 길이는 0.5 내지 2.5 ㎛에서 조절 가능하고, 종횡비는 10 내지 50이다.Metal nanowires produced through the method of the present invention is a constant 40 to 60 nm in diameter, the length is adjustable from 0.5 to 2.5 ㎛, the aspect ratio is 10 to 50.

본 발명의 금속 나노선의 제조방법은 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액에, 금속 나노입자 씨앗 용액, 금속염 및 환원제를 첨가하여 교반하여 금속 나노선을 제조한 후, 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)을 포함하지 않은 정제수로 세척 및 여과하여 금속 나노선을 얻을 수 있다.In the method of preparing the metal nanowires according to the present invention, a metal nanowire is prepared by adding a metal nanoparticle seed solution, a metal salt, and a reducing agent to a poly (sodium 4-styrenesulfonate) aqueous solution, followed by stirring to prepare a metal nanowire. Metal nanowires may be obtained by washing and filtering with purified water that does not contain Nate).

본 발명의 금속 나노선의 길이는 0.5 내지 2.5 ㎛의 범위 내에서 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액의 농도를 조절함으로써 조절이 가능하다. 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 농도가 낮으면 나노선의 길이가 짧고, 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 농도를 높이면 농도에 비례하여 나노선의 길이가 연장된다.
The length of the metal nanowire of the present invention can be adjusted by adjusting the concentration of the poly (sodium 4-styrenesulfonate) aqueous solution within the range of 0.5 to 2.5 ㎛. When the concentration of poly (sodium 4-styrenesulfonate) is low, the length of the nanowire is short, and when the concentration of poly (sodium 4-styrenesulfonate) is increased, the length of the nanowire is extended in proportion to the concentration.

본 발명은 제조방법을 통해 종래에 비해 매우 낮은 상온에서도 금속 나노선을 제조할 수 있게 되고, 무수 폴리올 매질이 아닌 다루기 쉬운 수성 매질에서 금속 나노선을 제조하는 것이 가능하게 되었고, 또한 길이와 종횡비가 매우 균일한 금속 나노선을 재현성 높게 제조할 수 있다.
According to the present invention, the metal nanowires can be produced at a very low temperature at room temperature compared to the conventional method, and the metal nanowires can be manufactured in an easy-to-use aqueous medium rather than anhydrous polyol medium, and also have a length and aspect ratio. Highly uniform metal nanowires can be produced with high reproducibility.

도 1은 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 반응용액의 반응시간에 따른 색깔 변화를 확인할 수 있는 사진이다.
도 2A는 제조예1에서 얻어진 은 나노선의 전자 주사 현미경(SEM) 사진이고, 도 2B는 은 나노선의 말단 단면의 사진이며, 도 2C는 은 나노선의 옆면 5각형 형상을 나타낸 사진이고, 도 2D는 X선 회절 분석 패턴이고, 도 2E는 선택영역 전자 회절(SAED) 패턴이다.
도 3A는 제조예1에서 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 농도가 20 mM, 도 3B는 30 mM, 도 3C는 40 mM, 도 3D는 50 mM일 제조된 은 나노선의 사진을 나타낸 것이고, 도 3E는 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 농도와 은 나노선의 길이의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 제조예 1에서 20 mM부터 50 mM의 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액에서 제조된 은 나노선의 자외선-가시광선 영역의 스펙트럼이다.
도 5A는 비교예 1의 10 mM 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액 하에서 제조된 나노 구조체의 전자주사현미경 사진이고, 도 5B는 비교예 2의 80 mM 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액 하에서는 제조된 나노 구조체의 전자주사현미경 사진이다.
도 6은 비교예 3의 은 나노입자 씨앗 용액을 첨가하지 않고 제조한 나노 구조체의 전자주사현미경 사진이다.
도 7은 비교예 4 내지 7의 AgNO3의 최종농도를 달리한 은 나노구조체의 전자주사현미경 사진이다.
도 8A는 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 수평균 분자량이 200,000 일때, 도 8B는 1000,000 일 때의 은 나노구조체의 사진이다.
1 is a photograph showing the color change according to the reaction time of the poly (sodium 4-styrenesulfonate) reaction solution.
FIG. 2A is an SEM photograph of the silver nanowires obtained in Preparation Example 1, FIG. 2B is a photograph of the terminal cross section of the silver nanowires, FIG. 2C is a photograph showing the lateral pentagonal shape of the silver nanowires, and FIG. X-ray diffraction analysis pattern, Figure 2E is a selective region electron diffraction (SAED) pattern.
FIG. 3A shows a photograph of silver nanowires prepared with a concentration of poly (sodium 4-styrenesulfonate) in Preparation Example 1 at 20 mM, FIG. 3B at 30 mM, FIG. 3C at 40 mM, and FIG. 3D at 50 mM. 3E is a graph showing the correlation between the concentration of poly (sodium 4-styrenesulfonate) and the length of silver nanowires.
Figure 4 is a spectrum of the ultraviolet-visible region of the silver nanowires prepared in poly (sodium 4-styrenesulfonate) aqueous solution of 20 mM to 50 mM in Preparation Example 1.
5A is a scanning electron micrograph of the nanostructure prepared under the 10 mM poly (sodium 4-styrenesulfonate) aqueous solution of Comparative Example 1, and FIG. 5B is the 80 mM poly (sodium 4-styrenesulfonate) aqueous solution of Comparative Example 2 Below is an electron scanning micrograph of the prepared nanostructures.
6 is an electron scanning micrograph of the nanostructure prepared without adding the silver nanoparticle seed solution of Comparative Example 3.
FIG. 7 is an electron scanning micrograph of silver nanostructures having different final concentrations of AgNO 3 in Comparative Examples 4 to 7. FIG.
FIG. 8A is a photograph of silver nanostructures when the number average molecular weight of poly (sodium 4-styrenesulfonate) is 200,000, and FIG. 8B is 1000,000.

이하 본 발명의 내용을 실시예를 통해 구체적으로 설명하나, 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the following Examples are merely illustrative for describing the present invention and do not limit the scope of the present invention.

제조예Manufacturing example 1 One

1) 은 씨앗 용액(silver seed solution)의 제조1) Preparation of silver seed solution

0.5 mM AgNO3 수용액 10 mL와 0.5mM 구연산 삼나트륨 10 mL 수용액의 혼합용액에 10 mM의 수소화붕소나트륨 수용액 0.6 mL를 주입하고 30초 동안 교반하였다. 교반한 씨앗 용액은 사용전 2 시간 동안 배양하였다.0.6 mL of a 10 mM aqueous sodium borohydride solution was injected into a mixed solution of 10 mL of 0.5 mM AgNO 3 aqueous solution and 10 mL of 0.5 mM trisodium citrate, and stirred for 30 seconds. The stirred seed solution was incubated for 2 hours before use.

2) 은 나노선의 제조2) Preparation of Silver Nanowires

각각 21.7, 32.5, 43.3. 54.2 mM의 수평균 분자량 70,000인 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액 372 mL에 상기 은 씨앗 용액 1 mL를 첨가하고, 8 mM AgNO3 수용액 10 mL 및 100 mM의 아스코르빈산 20 mL를 혼합하여 반응용액을 제조한 후 실온(25 ℃)에서 10분간 교반하여 각각 실시예 1 내지 4의 은 나노선을 제조하였다. 이때 각각의 반응용액에서 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액의 최종 농도는 20, 30, 40, 50 mM이었고, AgNO3의 최종 농도는 0.2 mM이었다.21.7, 32.5 and 43.3, respectively. 1 mL of the silver seed solution was added to 372 mL of an aqueous solution of poly (sodium 4-styrenesulfonate) having a number average molecular weight of 70,000 of 54.2 mM, and 10 mL of 8 mM AgNO 3 aqueous solution and 20 mL of 100 mM ascorbic acid were mixed. After preparing the reaction solution and stirred for 10 minutes at room temperature (25 ℃) to prepare the silver nanowires of Examples 1 to 4, respectively. At this time, the final concentration of poly (sodium 4-styrenesulfonate) in each reaction solution was 20, 30, 40, 50 mM, the final concentration of AgNO 3 was 0.2 mM.

상기 반응용액은 교반 시작 후 은 나노선의 성장을 나타내는 노란빛의 불투명한 용액이 됨을 확인할 수 있다. 반응시간에 따른 반응용액의 색깔 변화를 도 1에 나타내었다.The reaction solution was confirmed to be a yellowish opaque solution indicating the growth of silver nanowires after the start of stirring. The color change of the reaction solution according to the reaction time is shown in FIG. 1.

10분이 지난 후, 은 나노선을 포함하는 반응용액을 원심분리한 후, 침전물을 트윈20을 함유한 물로 세척하여 반응 후 남아있는 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트), AgNO3, 아스코르빈산을 제거하였다.
After 10 minutes, the reaction solution containing silver nanowires was centrifuged, and the precipitate was washed with water containing Tween 20 to remove poly (sodium 4-styrenesulfonate), AgNO 3 , and ascorbic acid remaining after the reaction. Removed.

실험예Experimental Example 1:  One: 제조예Manufacturing example 1의 은  1 silver 나노선의Nano-ray 특성 characteristic

상기 제조예 1의 과정을 통해 30 mM 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액에서 얻어진 은 나노선(실시예 2)의 전자 주사 현미경(SEM) 사진을 도 2A에 나타내었다. 상기 제조된 은 나노선은 1차원 구조로서 50 nm의 균일한 직경을 가지고 있었다. 또한 제조된 은 나노선의 말단 단면은 씨앗들의 트윈 바운더리(twin boundaries)에 의해 생성된 5각형 형상을 나타내었다(도 2B). 은 나노선의 5각형 단면은 은 나노선의 옆면이 5개의 면을 가진 5각 기둥 형상으로 이루어져 있음을 확인할 수 있었다(도 2C). 또한 도 2D의 X선 회절 분석 패턴에서 나타난 4개의 회절 피크는 은 나노선이 순수한 은으로 구성되었음을 보여주고 있고, fcc(face-centered-cubic) 결정 구조를 가짐을 나타내었다. 또한 도 2E의 선택영역 전자 회절(SAED) 패턴은 트윈 구조에 의한 나노선의 다결정성을 나타내었다.
An electron scanning microscope (SEM) photograph of the silver nanowire (Example 2) obtained in the 30 mM poly (sodium 4-styrenesulfonate) aqueous solution through the procedure of Preparation Example 1 is shown in Figure 2A. The prepared silver nanowires had a uniform diameter of 50 nm as a one-dimensional structure. In addition, the terminal cross section of the prepared silver nanowires showed a pentagonal shape produced by twin boundaries of seeds (FIG. 2B). The pentagonal cross section of the silver nanowire was confirmed that the side surface of the silver nanowire consists of a pentagonal column shape having five sides (FIG. 2C). In addition, four diffraction peaks shown in the X-ray diffraction analysis pattern of FIG. 2D show that the silver nanowires are composed of pure silver, and have a face-centered-cubic (fcc) crystal structure. In addition, the selective area electron diffraction (SAED) pattern of FIG. 2E shows polycrystalline polycrystalline nanowires.

실험예Experimental Example 2:  2: 폴리Poly (소듐 4-(Sodium 4- 스티렌설포네이트Styrenesulfonate ) 농도에 따른 은 ) Depending on the concentration 나노선의Nano-ray 길이 조절 length adjusting

제조예 1에서 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 농도를 20 mM에서 50 mM까지 조절함에 따라 농도에 비례하여 은 나노선의 길이가 0.5 ㎛에서 2.5 ㎛Rkwl 조절됨을 확인하였다.In Example 1, the concentration of poly (sodium 4-styrenesulfonate) was adjusted from 20 mM to 50 mM, and it was confirmed that the length of the silver nanowires was adjusted from 0.5 μm to 2.5 μmRkwl in proportion to the concentration.

도 3A는 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 농도가 20 mM, 도 3B는 30 mM, 도 3C는 40 mM, 도 3D는 50 mM일 제조된 은 나노선의 사진을 나타낸 것이고, 도 3E는 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 농도와 은 나노선의 길이의 상관관계를 나타낸 그래프이다.FIG. 3A shows a photograph of silver nanowires prepared with a concentration of poly (sodium 4-styrenesulfonate) at 20 mM, FIG. 3B at 30 mM, FIG. 3C at 40 mM, and FIG. 3D at 50 mM. FIG. It is a graph showing the correlation between the concentration of (sodium 4-styrenesulfonate) and the length of silver nanowires.

도 3A 내지 도 3D에 따르면, 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 농도 변화와 관계없이 은 나노선의 직경은 50 mM로 일정하고, 농도에 따라 일정한 크기의 은 나노선이 형성됨을 확인할 수 있다.
According to FIGS. 3A to 3D, regardless of the concentration change of the poly (sodium 4-styrenesulfonate), the diameter of the silver nanowires is constant at 50 mM, and it can be seen that silver nanowires having a constant size are formed according to the concentration.

실험예Experimental Example 3: 은  3: silver 나노선의Nano-ray 길이에 따른 흡광도의 변화 Change in absorbance with length

제조예 1에서 20 mM부터 50 mM의 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액에서 제조된 은 나노선의 자외선-가시광선 영역의 스펙트럼을 비교하여 도 4에 나타내었다.In Preparation Example 1, the spectrum of the ultraviolet-visible ray region of the silver nanowires prepared in the poly (sodium 4-styrenesulfonate) aqueous solution of 20 mM to 50 mM is shown in FIG. 4.

10 이하의 가장 낮은 종횡비를 가지는 은 나노선에서 409 nm와 504 nm에서 각각 최대 피크를 확인할 수 있었고, 종횡비가 증가함에 따라 409 nm에서는 처음에는 피크가 급격히 증가하다가 둔화되는 것을 확인할 수 있었고, 504 nm의 플라즈몬의 경우 종횡비가 증가함에 따라 피크가 증가함과 함께 적색 영역으로의 이동이 발생함을 확인하였다.
In the silver nanowires having the lowest aspect ratio of 10 or less, the maximum peaks were confirmed at 409 nm and 504 nm, respectively, and as the aspect ratio was increased, the peaks increased rapidly at first and then decreased at 409 nm, and 504 nm. In the case of plasmon of, as the aspect ratio increases, the peak increases and the shift to the red region occurs.

비교예Comparative Example 1 및 2 1 and 2

제조예 1의 실시예 2와 다른 재료의 함량이나 조건은 동일하게 은 나노구조체를 제조하되 반응용액의 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 농도만을 각각 10 mM 및 80 mM로 조정하여 각각 비교예 1 및 2의 은 나노구조체를 제조하였다.
The content and conditions of the material different from Example 2 of Preparation Example 1 were prepared in the same manner to prepare a silver nanostructure, but only the poly (sodium 4-styrenesulfonate) concentration of the reaction solution was adjusted to 10 mM and 80 mM, respectively, Comparative Example 1 And silver nanostructures of 2 were prepared.

실험예Experimental Example 4:  4: 비교예Comparative Example 1 및 2의 나노구조체의 전자주사현미경 사진 Electron scanning micrographs of nanostructures 1 and 2

비교예 1의 10 mM 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액 하에서는 부정형의 다분산된(polydispersed) 나노입자의 혼합물만이 형성되었고(도 5A), 비교예 2의 80 mM 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액 하에서는 복잡하게 얽힌 그물망 구조가 형성되었다(도 5B).
Under 10 mM poly (sodium 4-styrenesulfonate) aqueous solution of Comparative Example 1, only a mixture of amorphous polydispersed nanoparticles was formed (FIG. 5A), and 80 mM poly (sodium 4-styrene) of Comparative Example 2 Sulfonate) formed an intricate mesh structure under aqueous solution (FIG. 5B).

비교예Comparative Example 3 3

제조예 1의 실시예 2와 다른 재료의 함량이나 조건은 동일하게 은 나노구조체를 제조하되 다만 은 나노입자 씨앗 용액을 첨가하지 않고 비교예 3의 은 나노구조체를 제조하였다.
The content and conditions of the material different from Example 2 of Preparation Example 1 were prepared in the same manner, but the silver nanostructure of Comparative Example 3 was prepared without adding silver nanoparticle seed solution.

실험예Experimental Example 4:  4: 비교예Comparative Example 3의 나노구조체의 전자주사현미경 사진 Electron Scanning Microscopy of Nanostructures of Part III

비교예 3의 은 나노입자 씨앗 용액을 첨가하지 않고 제조한 나노 구조체의 전자주사현미경 사진을 도 6에 나타내었다. 은 나노입자 씨앗 용액을 첨가하지 않은 경우 불규칙한 형태와 크기의 은 나노입자를 형성하였고, 일부 나노와이어를 생성하였으나, 제조예 1에 비해 훨씬 얇았고 그 수율이 현저히 낮았다.
6 shows an electron scanning micrograph of the nanostructure prepared without adding the silver nanoparticle seed solution of Comparative Example 3. FIG. When the silver nanoparticle seed solution was not added, silver nanoparticles of irregular shape and size were formed, and some nanowires were produced, but were much thinner than in Preparation Example 1 and the yield was significantly lower.

비교예Comparative Example 4 내지 7 4 to 7

제조예 1의 실시예 2와 다른 재료의 함량이나 조건은 동일하게 은 나노선을 제조하되 다만 반응용액에 첨가된 AgNO3의 최종 농도를 각각 0.5 mM, 1mM, 1.5 mM, 2 mM로 조절하여 비교예 4 내지 7의 은 나노구조체를 제조하였다.
The content and conditions of the material different from Example 2 of Preparation Example 1 were prepared in the same manner, but the final concentration of AgNO 3 added to the reaction solution was adjusted to 0.5 mM, 1 mM, 1.5 mM, and 2 mM, respectively. Silver nanostructures of Examples 4 to 7 were prepared.

실험예Experimental Example 5:  5: 비교예Comparative Example 4  4 내지 7의To 7 나노구조체의 전자주사현미경 사진 Electron scanning micrograph of nanostructure

비교예 4 내지 7의 AgNO3의 최종농도를 달리한 은 나노구조체의 전자주사현미경 사진을 도 7에 나타내었다. 도 7A는 AgNO3의 최종 농도가 0.5 mM, 도 7B는 1mM, 도 7C는 1.5 mM, 도 7D는 2 mM일 때의 은 나노구조체의 사진으로, 반응용액에서 AgNO3의 최종 농도가 0.5 mM 이상일 경우에는 은 나노선을 형성하지 못함을 알 수 있었다.
Electron scanning micrographs of silver nanostructures having different final concentrations of AgNO 3 of Comparative Examples 4 to 7 are shown in FIG. 7. 7A is a photograph of silver nanostructures when the final concentration of AgNO 3 is 0.5 mM, FIG. 7B is 1 mM, FIG. 7C is 1.5 mM, and FIG. 7D is 2 mM. The final concentration of AgNO 3 in the reaction solution is 0.5 mM or more. In the case it can be seen that it does not form a silver nanowire.

비교예Comparative Example 8 및 9 8 and 9

제조예 1의 실시예 2와 다른 재료의 함량이나 조건은 동일하게 은 나노선을 제조하되 다만 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 수평균 분자량이 각각 200,000 및 1,000,000인 것을 이용하여 비교예 8 및 9의 은 나노구조체를 제조하였다.
The content or condition of the material different from Example 2 of Preparation Example 1 was prepared in the same manner, except that the number average molecular weight of the poly (sodium 4-styrenesulfonate) is 200,000 and 1,000,000, respectively, Comparative Example 8 and Nine silver nanostructures were prepared.

실험예Experimental Example 6:  6: 비교예Comparative Example 8 및 9의 나노구조체의 전자주사현미경 사진 Electron scanning micrographs of nanostructures 8 and 9

비교예 8 및 9의 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 수평균 분자량을 달리한 은 나노구조체의 전자주사현미경 사진을 도 8에 나타내었다. 도 8A는 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 수평균 분자량이 200,000 일때, 도 8B는 1000,000 일 때의 은 나노구조체의 사진으로, 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 수평균 분자량이 200,000 이상일 경우에는 은 나노선을 형성하지 못함을 알 수 있었다.Electron scanning micrographs of silver nanostructures having different number average molecular weights of poly (sodium 4-styrenesulfonate) of Comparative Examples 8 and 9 are shown in FIG. 8. FIG. 8A is a photograph of silver nanostructures when the number average molecular weight of poly (sodium 4-styrenesulfonate) is 200,000, and FIG. 8B is a photograph of the silver nanostructure when the number average molecular weight of poly (sodium 4-styrenesulfonate) is In the case of 200,000 or more, it could be seen that the silver nanowires could not be formed.

Claims (9)

수평균분자량은 50,000 내지 100,000 인 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 20 내지 50 mM 수용액에, 금속 나노입자 씨앗 용액, 환원제 및 0.01 내지 0.3 mM 금속염을 첨가하여 교반하여 금속 나노선을 형성하는 단계를 포함하는 하는 금속 나노선의 제조방법.
Forming a metal nanowire by adding a metal nanoparticle seed solution, a reducing agent and a 0.01 to 0.3 mM metal salt to a 20 to 50 mM aqueous solution of poly (sodium 4-styrenesulfonate) having a number average molecular weight of 50,000 to 100,000 Method of producing a metal nanowire comprising a.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 금속염은 금속 양이온 및 유기 또는 무기 음이온으로 이루어진 것으로서, AgNO3, Ag(CH3COO)2, AgClO4, Au(ClO4)3, PdCl2 및 PtCl2 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 금속 나노선의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the metal salt is composed of a metal cation and an organic or inorganic anion, AgNO 3 , Ag (CH 3 COO) 2 , AgClO 4 , Au (ClO 4 ) 3 , PdCl 2 and PtCl 2 Method for producing a metal nanowire, characterized in that one.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 환원제는 아스코르빈산, 구연산나트륨, 수소화붕소나트륨 및 하이드로퀴논 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 금속 나노선의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the reducing agent is any one selected from ascorbic acid, sodium citrate, sodium borohydride and hydroquinone.
제 1 항에 있어서, 상온에서 수행되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 금속 나노선의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the production method of the metal nanowires, characterized in that carried out at room temperature.
제 1 항에 있어서, 2 내지 60 분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 나노선의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the metal nanowire is produced for 2 to 60 minutes.
수평균분자량은 50,000 내지 100,000 인 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트)의 20 내지 50 mM 수용액에, 금속 나노입자 씨앗 용액, 환원제 및 0.01 내지 0.3 mM 금속염을 첨가하여 교반하여 금속 나노선을 형성함에 있어서, 상기 폴리(소듐 4-스티렌설포네이트) 수용액의 농도를 조절하는 것을 특징으로 하는 금속 나노선의 길이 조절방법.In the 20-50 mM aqueous solution of poly (sodium 4-styrenesulfonate) having a number average molecular weight of 50,000 to 100,000, a metal nanoparticle seed solution, a reducing agent and 0.01 to 0.3 mM metal salt were added to form a metal nanowire by stirring. And controlling the concentration of the poly (sodium 4-styrenesulfonate) aqueous solution.
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KR20100055983A (en) * 2008-11-18 2010-05-27 광 석 서 Method for producing metal nanowire using ionic liquid

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