KR101369881B1 - Preparing method for silver nano wire - Google Patents

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Abstract

본 발명은 은 나노와이어의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 폴리올에 구리(Cu)화합물 및 캡핑제를 용해시키는 단계(단계 1); 상기 단계 1의 용액에 초음파를 조사시킨 은(Ag) 전구체 화합물을 주입하는 단계(단계 2); 상기 단계 2에서 제조된 반응용액을 교반시켜 은 나노와이어를 성장시키는 단계(단계 3); 상기 단계 3에서 제조된 은 나노와이어를 회수하는 단계(단계 4); 및 상기 단계 4에서 회수된 은 나노와이어를 구리 화합물 및 캡핑제를 용해시킨 폴리올 용액에 재투입한 후, 상기 단계 2 내지 단계 4를 수 회 반복수행하는 단계(단계 5)를 포함하는 은 나노와이어의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 은 나노와이어 제조방법은 폴리올 합성법의 교반속도, 용액의 주입속도 등의 제어조건을 최적화시키고, 이에 연속공정을 도입하여 반복수행함으로써 종횡비가 1000 ~ 3000으로 극대화된 은 나노와이어를 대량생산 할 수 있을 뿐만 아니라 이로부터 제조되는 은 나노와이어는 물성 및 투과도가 높아 종래 산화인듐주석을 대체하여 투명전극 및 유연전극에 응용될 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a method for preparing silver nanowire, specifically, dissolving a copper (Cu) compound and a capping agent in a polyol (step 1); Injecting a silver (Ag) precursor compound irradiated with ultrasonic waves into the solution of step 1 (step 2); Growing silver nanowires by stirring the reaction solution prepared in step 2 (step 3); Recovering the silver nanowires prepared in step 3 (step 4); And re-injecting the silver nanowires recovered in step 4 into a polyol solution in which a copper compound and a capping agent are dissolved, and then repeating steps 2 to 4 several times (step 5). It relates to a manufacturing method of. The silver nanowire manufacturing method according to the present invention optimizes control conditions such as agitation speed, solution injection speed, and the like of the polyol synthesis method. In addition to being able to produce the silver nanowires produced therefrom have high physical properties and permeability, there is an advantage that can be applied to transparent electrodes and flexible electrodes to replace the conventional indium tin oxide.

Description

은 나노와이어의 제조방법{Preparing method for silver nano wire}Preparation method of silver nanowires {Preparing method for silver nano wire}

본 발명은 은 나노와이어의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 폴리올 합성법의 제어조건을 최적화하고, 연속 합성법을 도입하여 높은 종횡비를 갖는 은 나노와이어를 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing silver nanowires, and more particularly, to a method for preparing silver nanowires having a high aspect ratio by optimizing the control conditions of the polyol synthesis method and introducing a continuous synthesis method.

최근 휴대전자기기, 태양전지와 같은 친환경 에너지 소자, 디스플레이의 다양화 및 발전에 따라 투명전극이 많이 적용되고 있다. 에너지 소자에서는 빛을 투과하면서도 전자의 이동이 가능해야하는 점에서 투명전극이 필요하게 되며 최근 스마트폰과 같은 터치 스크린에서는 투명전극이 없어서는 안 되는 기술 중 하나이다.Recently, according to the diversification and development of portable electronic devices, environmentally friendly energy devices such as solar cells, and displays, transparent electrodes have been applied. In the energy device, a transparent electrode is required in that light must be transmitted while allowing electrons to move, and a touch electrode such as a smart phone is one of the technologies that must not have a transparent electrode.

현재 가장 널리 이용되고 있는 투명전극의 소재로는 산화인듐주석(ITO)이 가장 많이 사용되고 있다. 박막의 산화인듐주석은 높은 빛 투과도를 갖고, 전극으로써 뛰어난 전도성을 갖는다. 그러나, 이러한 산화인듐주석의 수요가 높아짐에 따라 지구상에 존재하는 산화인듐주석의 양에 대한 우려가 커지고 있다. 더욱이, 이러한 산화인듐주석의 핵심인 인듐의 산출이 거의 중국이라는 한 국가에 의존되고 있다는 문제가 있다. 또한, 산화인듐주석은 자연적인 세라믹 특성을 가짐으로써 유연전기소자에 적용하기 어려운 문제가 있다. 이에, 투명전극으로서 산화인듐주석을 대체할 수 있는 물질을 개발하기 위해 다양한 연구들이 진행되고 있다.
Indium tin oxide (ITO) is the most used material of the transparent electrode which is widely used at present. The thin film of indium tin oxide has high light transmittance and excellent conductivity as an electrode. However, as the demand for such indium tin oxide increases, there is a growing concern about the amount of indium tin oxide present on the earth. Moreover, there is a problem that the production of indium, which is the core of such indium tin oxide, is almost dependent on one country, China. In addition, indium tin oxide has a problem in that it is difficult to apply to a flexible electric device by having a natural ceramic characteristics. Accordingly, various studies have been conducted to develop a material that can replace indium tin oxide as a transparent electrode.

나노기술이 발전함에 따라 기존에 존재하지 않던, 혹은 제어되지 못했던 나노물질들이 합성되었다. 이러한 나노물질들 중 전자소자에 적용되고 있는 물질로는 나노결정체, 탄소나노튜브, 실리콘 나노와이어, 금속 나노와이어가 있다. 특히, 그 중에서도 금속 나노와이어는 높은 전도성을 나타낼 뿐만 아니라 가시광선영역에서 눈으로 구분하기 어려운 매우 작은 크기를 갖기 때문에 투명전극에 적용할 수 있는 장점이 있다.
As nanotechnology advances, non-existent or uncontrolled nanomaterials have been synthesized. Among the nanomaterials, materials applied to electronic devices include nanocrystals, carbon nanotubes, silicon nanowires, and metal nanowires. In particular, the metal nanowires not only exhibit high conductivity, but also have a very small size that is difficult to distinguish from the eye in the visible region, and thus may be applied to the transparent electrode.

특히 은(Ag)은 모든 금속 중에서 높은 전기전도도 및 열전도도를 가질 뿐만 아니라 가시광선 영역에서 높은 표면 증강 라만 효율을 가져 광학적 특성 또한 매우 우수한 금속이다. 이러한 은(Ag)을 나노와이어 형태로 제조할 경우 마이크로 전자소자부터 투명전극에 이르기까지 다양한 분야에서 응용할 수 있을 뿐만 아니라, 광학, 화학 또는 바이오 센서로의 활용 또한 기대되고 있다. 그러나, 은 나노와이어가 다양한 분야에 활용되기 위해서는, 균일한 굵기, 균일한 크기, 깨끗한 표면, 높은 종횡비, 작은 크기 편차를 갖는 은 나노와이어를 대량생산하는 기술이 가장 중요하다.In particular, silver (Ag) has high electrical conductivity and thermal conductivity among all metals, and has a high surface enhancement Raman efficiency in the visible light region, and thus has excellent optical properties. When the silver (Ag) is produced in the form of nanowires, it can be applied to various fields from microelectronic devices to transparent electrodes, and is also expected to be used as optical, chemical or biosensors. However, in order for silver nanowires to be used in various fields, a technique for mass-producing silver nanowires having a uniform thickness, a uniform size, a clean surface, a high aspect ratio, and a small size deviation is most important.

그러나, 은 나노와이어는 길이 방향으로 성장이 제한된다는 단점이 있다. 퍼콜레이션 이론(Percolation theory)에 의하면, 일정한 면적에서 선형물질의 길이가 길수록 전도성을 갖기 위하여 사용되는 개체수가 줄어들게 된다. 이러한 개체수의 감소는 투과도의 증가를 유발하여 전극의 투명도를 증가시킬 수 있다.
However, silver nanowires have a disadvantage in that growth is limited in the longitudinal direction. According to Percolation theory, the longer the linear material in a certain area, the smaller the number of individuals used to conduct conductivity. Such a decrease in population can cause an increase in the transmittance, thereby increasing the transparency of the electrode.

은 나노와이어를 제조하는 방법으로는 기공이 형성된 틀에 금속을 증발시켜 기공을 메우는 방법, 화학적 합성법 등이 있다. 그 중 화학적 합성법을 이용하여 은 나노와이어를 제조하는 방법은 공정의 제어조건에 따라서 제조되는 은 나노와이어의 형태를 조절할 수 있을 뿐만 아니라 대량생산 할 수 있는 장점이 있다.As a method of manufacturing silver nanowires, a method of filling pores by evaporating a metal in a mold in which pores are formed, a chemical synthesis method, and the like. Among them, the method of manufacturing silver nanowires using chemical synthesis has the advantage of being able to adjust the shape of the silver nanowires manufactured according to the control conditions of the process as well as mass production.

상기 화학적 합성법을 이용하여 은 나노와이어를 제조하는 방법으로는 주로 폴리올 합성법이 이용되고 있다. 상기 폴리올 합성은 고분자를 캡핑 에이전트(capping agent)로 사용한다. 상기 고분자는 은 나노와이어의 두께 방향으로 성장을 억제하는 역할을 하여, 길이방향으로 성장할 수 있도록 도와줄 수 있는 장점이 있다.
As a method for producing silver nanowires using the chemical synthesis method, a polyol synthesis method is mainly used. The polyol synthesis uses a polymer as a capping agent. The polymer serves to suppress the growth in the thickness direction of the silver nanowires, there is an advantage that can help to grow in the longitudinal direction.

그러나, 종래 폴리올 합성법을 이용하여 은 나노와이어를 제조하는 방법은 종래 산화인듐주석에 가까운 수준은 되나, 이를 획기적으로 극복하지는 못하는 단점이 있다. 구체적으로, 상기 폴리올 합성법은 실험적, 환경적 요인을 최적화하기 어려워 제조되는 은 나노와이어의 전체적인 종횡비가 약 100 ~ 400으로 제한되는 문제가 있었고, 주로 실험실 단위로 수행되어 왔으며, 합성조건이 까다로워 장치에 응용될 수 있을 정도로 대량생산하는 데는 어려움이 있었다.
However, the method for producing silver nanowires using the conventional polyol synthesis method has a level close to the conventional indium tin oxide, but has a disadvantage in that it cannot be overcome dramatically. Specifically, the polyol synthesis method is difficult to optimize the experimental and environmental factors, the overall aspect ratio of the produced silver nanowires is limited to about 100 ~ 400, has been performed mainly in the laboratory unit, the synthesis conditions are difficult to the device There was a difficulty in mass production that could be applied.

이에, 본 발명자들은 폴리올 합성법에 연속공정을 도입하여 은 나노와이어를 제조하는 방법의 개발을 연구한 결과 종횡비가 1000 ~ 3000인 은 나노와이어를 간단한 방법으로 대량생산 할 수 있고, 이로부터 제조되는 은 나노와이어는 투명전극 및 유연전극, 전도성패드에 응용할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the present inventors have studied the development of a method for producing silver nanowires by introducing a continuous process into a polyol synthesis method and can mass-produce silver nanowires having an aspect ratio of 1000 to 3000 by a simple method, and the silver produced therefrom The nanowires were found to be applicable to transparent electrodes, flexible electrodes, and conductive pads, and completed the present invention.

본 발명의 목적은 은 나노와이어의 제조방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a method for producing silver nanowires.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 제조방법으로 제조되는 1000 ~ 3000의 종횡비를 갖는 은 나노와이어를 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention to provide a silver nanowire having an aspect ratio of 1000 ~ 3000 produced by the above production method.

나아가, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 은 나노와이어를 이용한 전도성 패드를 제공하는 데 있다.Furthermore, another object of the present invention is to provide a conductive pad using the silver nanowires.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 은 나노와이어를 이용한 투명전극을 제공하는 데 있다.
In addition, another object of the present invention to provide a transparent electrode using the silver nanowires.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,In order to solve the above problems, the present invention,

폴리올에 구리(Cu)화합물 및 캡핑제를 용해시키는 단계(단계 1);Dissolving a copper (Cu) compound and a capping agent in the polyol (step 1);

상기 단계 1의 용액에 초음파를 조사시킨 은(Ag) 전구체 화합물을 주입하는 단계(단계 2);Injecting a silver (Ag) precursor compound irradiated with ultrasonic waves into the solution of step 1 (step 2);

상기 단계 2에서 제조된 반응용액을 교반시켜 은 나노와이어를 성장시키는 단계(단계 3);Growing silver nanowires by stirring the reaction solution prepared in step 2 (step 3);

상기 단계 3에서 제조된 은 나노와이어를 회수하는 단계(단계 4); 및Recovering the silver nanowires prepared in step 3 (step 4); And

상기 단계 4에서 회수된 은 나노와이어를 구리 화합물 및 캡핑제를 용해시킨 폴리올 용액에 재투입한 후, 상기 단계 2 내지 단계 4를 수 회 반복수행하는 단계(단계 5)를 포함하는 은 나노와이어의 제조방법을 제공한다.After re-injecting the silver nanowires recovered in step 4 to a polyol solution in which a copper compound and a capping agent are dissolved, repeating steps 2 to 4 several times (step 5) of the silver nanowires It provides a manufacturing method.

또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는 1000 ~ 3000의 종횡비를 갖는 은 나노와이어를 제공한다.In addition, the present invention provides a silver nanowire having an aspect ratio of 1000 to 3000 produced by the above production method.

나아가, 본 발명은 상기 은 나노와이어를 이용한 전도성 패드를 제공한다.Furthermore, the present invention provides a conductive pad using the silver nanowires.

또한, 본 발명은 상기 은 나노와이어를 이용한 투명전극을 제공한다.
In addition, the present invention provides a transparent electrode using the silver nanowires.

본 발명에 따른 은 나노와이어의 제조방법은 폴리올 합성법의 은 전구체 화합물의 형태 및 이의 주입속도와 같은 제어조건을 조절하고, 연속공정을 도입하여 반복수행함으로써 종횡비가 1000 ~ 3000으로 극대화된 은 나노와이어를 대량생산 할 수 있을 뿐만 아니라, 이로부터 제조되는 은 나노와이어는 물성이 우수하고, 투과도가 높아 종래 산화인듐주석을 대체하여 투명전극 및 유연전극에 응용될 수 있을 뿐만 아니라 전도성 패드에도 응용될 수 있는 장점이 있다.
Silver nanowire manufacturing method according to the present invention by controlling the control conditions such as the form of the silver precursor compound of the polyol synthesis method and the injection speed thereof, and by repeating the introduction of a continuous process aspect ratio is maximized to 1000 ~ 3000 silver nanowire In addition to mass production, the silver nanowires produced therefrom have excellent physical properties and high permeability, and can be applied to transparent pads and flexible electrodes as well as to conductive pads in place of conventional indium tin oxide. There is an advantage.

도 1은 본 발명의 은 나노와이어 제조방법을 간단히 나타낸 공정도이다.
도 2는 초음파 조사시간에 따른 은 전구체 화합물의 색깔변화를 나타낸 사진이다.
도 3은 실시예 3의 은 나노와이어를 투과전자현미경(TEM)으로 측정한 결과이다(스케일-바:20 ㎛, 내삽도면의 스케일-바:50 ㎚).
도 4는 실시예 3의 은 나노와이어를 고해상도 투과전자현미경(HR-TEM)으로 측정한 결과이다(스케일-바:50 ㎚).
도 5는 비교예 1의 은 나노와이어를 투과전자현미경(TEM)으로 측정한 결과이다(스케일-바:10 ㎛).
도 6은 비교예 4의 은 나노와이어를 투과전자현미경(TEM)으로 측정한 결과이다(스케일-바:100 ㎛).
도 7은 실시예 1의 은 나노와이어를 주사전자현미경(SEM)으로 측정한 결과이다(스케일-바:100 ㎛, 내삽도면의 스케일-바:4 ㎛).
도 8은 실시예 5의 은 나노와이어를 주사전자현미경(SEM)으로 측정한 결과이다(스케일-바: 100 ㎛).
도 9는 비교예 5의 은 나노와이어를 주사전자현미경(SEM)으로 측정한 결과이다(스케일-바: 100 ㎛).
도 10은 실시예 1의 은 나노와이어의 길이에 대한 상대도수를 나타낸 그래프이다.
도 11은 실시예 5의 은 나노와이어의 길이에 대한 상대도수를 나타낸 그래프이다.
도 12는 비교예 5의 은 나노와이어의 길이에 대한 상대도수를 나타낸 그래프이다.
도 13은 실시예 1의 은 나노와이어를 고해상도 투과전자현미경(HR-TEM)으로 측정한 결과이다(스케일-바:100 ㎚, 내삽도면의 스케일-바:2 ㎚).
도 14는 실시예 1의 은 나노와이어를 X선 회절분석기(X-ray diffractometer)로 측정한 결과이다.
도 15는 실시예 5 및 비교예 5의 은 나노와이어를 자외선-가시광선 분광광도계(UV-Visible Spectrophotometer)로 측정한 결과이다.
1 is a process chart briefly showing a method for producing silver nanowires of the present invention.
2 is a photograph showing the color change of the silver precursor compound with ultrasonic irradiation time.
3 is a result of measuring the silver nanowire of Example 3 by transmission electron microscope (TEM) (scale-bar: 20 μm, scale-bar: 50 nm of the interpolation drawing).
4 is a result of measuring the silver nanowire of Example 3 by high-resolution transmission electron microscope (HR-TEM) (scale-bar: 50 nm).
5 is a result of measuring the silver nanowire of Comparative Example 1 by transmission electron microscope (TEM) (scale-bar: 10 μm).
6 is a result of measuring the silver nanowire of Comparative Example 4 by transmission electron microscope (TEM) (scale-bar: 100 μm).
7 is a result of measuring the silver nanowire of Example 1 by scanning electron microscope (SEM) (scale-bar: 100㎛, scale-bar: 4㎛ in the interpolation drawing).
8 is a result of measuring the silver nanowire of Example 5 by scanning electron microscope (SEM) (scale-bar: 100 μm).
9 is a result of measuring the silver nanowire of Comparative Example 5 by scanning electron microscope (SEM) (scale-bar: 100 μm).
10 is a graph showing the relative frequency with respect to the length of the silver nanowires of Example 1.
11 is a graph showing the relative frequency with respect to the length of the silver nanowire of Example 5.
12 is a graph showing a relative frequency with respect to the length of the silver nanowires of Comparative Example 5.
FIG. 13 shows the results of measurement of the silver nanowire of Example 1 with a high-resolution transmission electron microscope (HR-TEM) (scale-bar: 100 nm, scale-bar: 2 nm in the interpolation diagram).
14 is a result of measuring the silver nanowire of Example 1 by an X-ray diffractometer.
FIG. 15 shows the results of measuring silver nanowires of Example 5 and Comparative Example 5 with an ultraviolet-visible spectrophotometer.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명은As shown in Figure 1, the present invention

폴리올에 구리(Cu)화합물 및 캡핑제를 용해시키는 단계(단계 1);Dissolving a copper (Cu) compound and a capping agent in the polyol (step 1);

상기 단계 1의 용액에 초음파를 조사시킨 은(Ag) 전구체 화합물을 주입하는 단계(단계 2);Injecting a silver (Ag) precursor compound irradiated with ultrasonic waves into the solution of step 1 (step 2);

상기 단계 2에서 제조된 반응용액을 교반시켜 은 나노와이어를 성장시키는 단계(단계 3);Growing silver nanowires by stirring the reaction solution prepared in step 2 (step 3);

상기 단계 3에서 제조된 은 나노와이어를 회수하는 단계(단계 4); 및Recovering the silver nanowires prepared in step 3 (step 4); And

상기 단계 4에서 회수된 은 나노와이어를 구리 화합물 및 캡핑제를 용해시킨 폴리올 용액에 재투입한 후, 상기 단계 2 내지 단계 4를 수 회 반복수행하는 단계(단계 5)를 포함하는 은 나노와이어의 제조방법을 제공한다.
After re-injecting the silver nanowires recovered in step 4 to a polyol solution in which a copper compound and a capping agent are dissolved, repeating steps 2 to 4 several times (step 5) of the silver nanowires It provides a manufacturing method.

이하, 본 발명의 은 나노와이어의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the manufacturing method of the silver nanowire of the present invention will be described in detail for each step.

본 발명에 따른 은 나노와이어의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1은 폴리올에 구리(Cu)화합물 및 캡핑제를 용해시키는 단계이다.
In the method for producing silver nanowires according to the present invention, step 1 is a step of dissolving a copper (Cu) compound and a capping agent in a polyol.

상기 폴리올(polyol)로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 등을 단독으로 사용할 수 있다. 상기 폴리올은 은 전구체 화합물로부터 제공되는 은 이온을 환원시키는 역할을 한다.
As the polyol, ethylene glycol, diethylene glycol, or the like may be used alone. The polyol serves to reduce the silver ions provided from the silver precursor compound.

상기 폴리올은 140 ~ 180 ℃에서 선열처리되는 것이 바람직하며, 상기 온도에서 선열처리됨으로써 은 나노와이어를 제조하기 위한 분위기를 조성할 수 있다.
The polyol is preferably preheated at 140 to 180 ° C., and may be used to create an atmosphere for producing silver nanowires by preheating at the temperature.

상기 구리(Cu) 화합물로는 염화구리(CuCl2) 등을 사용할 수 있다. 상기 구리 화합물은 은 이온의 산화·환원 반응에 관여하여 은 나노와이어의 생성속도를 향상시킬 수 있다. 상기 구리(Cu) 화합물 외에도 염화철과 같은 철(Fe) 화합물을 사용할 수도 있다.
Copper chloride (CuCl 2 ) or the like may be used as the copper (Cu) compound. The copper compound may be involved in the oxidation / reduction reaction of silver ions to improve the production rate of silver nanowires. In addition to the copper (Cu) compound, an iron (Fe) compound such as iron chloride may be used.

상기 캡핑제로는 폴리비닐 피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리(메타)아크릴산(poly(meth)acrylic acid) 등을 단독으로 사용할 수 있다. 상기 캡핑제와 같은 분산안정제는 생성된 나노입자들이 안정한 상태로 존재할 수 있도록 하여 나노입자를 길이방향으로 성장시키는 역할을 한다.
As the capping agent, polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol, poly (meth) acrylic acid, or the like may be used alone. Dispersion stabilizers such as the capping agent serves to grow the nanoparticles in the longitudinal direction by allowing the resulting nanoparticles to exist in a stable state.

다음으로, 본 발명에 있어서 상기 단계 2는 상기 단계 1의 용액에 초음파를 조사시킨 은(Ag) 전구체 화합물을 주입하는 단계이다.
Next, in the present invention, step 2 is a step of injecting a silver (Ag) precursor compound irradiated with ultrasonic waves to the solution of step 1.

상기 은(Ag) 전구체 화합물로는 질산은(AgNO3), 은 실리케이트(Ag silicate) 등을 단독으로 사용할 수 있다.
As the silver (Ag) precursor compound, silver nitrate (AgNO 3 ), silver silicate, or the like may be used alone.

또한, 상기 은(Ag) 전구체 화합물이 단계 1의 용액에 주입되기 전에, 은 전구체 화합물에 5 ~ 10 분 동안 초음파를 조사시키는 것이 바람직하다. 상기 초음파 조사시간이 5 분 미만일 경우에는, ostward-rippening 작용에 의해 용해되지 않은 질산은 입자에 자유 은 이온들이 부착되면서 은 입자 핵의 양이 감소하는 문제가 있다. 또한, 상기 초음파 조사시간이 10 분을 초과할 경우에는, 장시간 초음파가 조사됨으로써 과도한 에너지가 발생하여 질산은 입자들이 불필요하게 커지는 문제가 있다.In addition, before the silver (Ag) precursor compound is injected into the solution of step 1, it is preferable to irradiate the silver precursor compound with ultrasound for 5 to 10 minutes. When the ultrasonic irradiation time is less than 5 minutes, there is a problem that the amount of the silver particle nucleus decreases as free silver ions are attached to the silver nitrate particles which are not dissolved by the ostward-rippening action. In addition, when the ultrasonic irradiation time exceeds 10 minutes, there is a problem that excessive energy is generated by ultrasonic irradiation for a long time, the silver nitrate particles are unnecessarily large.

상기 은 전구체 화합물에 상기 범위로 초음파를 조사시킴으로써, 약 2 ㎚ 크기의 미세한 은 입자의 핵을 생성시킬 수 있다. 폴리올 합성공정을 통해 상기 초음파를 조사시킨 은 전구체 화합물을 이용하여 은 나노와이어를 제조할 경우, 제조되는 은 나노와이어 표면에 불필요한 입자들이 거의 결합되지 않은 순수한 은 나노와이어를 제조할 수 있는 장점이 있다.
By irradiating the silver precursor compound with ultrasonic waves in the above range, nuclei of fine silver particles having a size of about 2 nm may be generated. When the silver nanowires are manufactured using the silver precursor compound irradiated with ultrasonic waves through a polyol synthesis process, there is an advantage in that pure silver nanowires in which unnecessary particles are hardly bonded to the surface of the silver nanowires to be manufactured are manufactured. .

나아가, 상기 초음파를 조사시킨 은(Ag) 전구체 화합물은 상기 단계 1의 구리 화합물 및 캡핑제를 용해시킨 폴리올 용액에 0.1 ~ 1 ㎖/min의 속도로 주입시키는 것이 바람직하다. 은 나노와이어의 길이 성장을 향상시킨다는 관점에서, 초음파를 조사시킨 은 전구체 화합물은 0.5 ~ 1 ㎖/min 속도로 주입시키는 것이 더욱 바람직하다.Furthermore, the silver (Ag) precursor compound irradiated with the ultrasonic wave is preferably injected into the polyol solution in which the copper compound and the capping agent of step 1 are dissolved at a rate of 0.1 to 1 ml / min. From the viewpoint of improving the length growth of the silver nanowires, the silver precursor compound irradiated with ultrasonic waves is more preferably injected at a rate of 0.5 to 1 ml / min.

구체적으로, 상기 은 전구체 화합물의 주입속도를 상기 범위로 조절하게 되면, 염화은(AgCl)과 같은 중간물질에 의해 은 이온이 천천히 공급되게 된다. 이로부터, 용액상의 질산은 입자크기가 최소화되고, 자유 은 이온이 풍부해지므로 제조되는 은 나노와이어의 길이가 획기적으로 길어질 수 있는 장점이 있다.
Specifically, when the injection rate of the silver precursor compound is adjusted to the above range, silver ions are slowly supplied by an intermediate material such as silver chloride (AgCl). From this, the nitric acid in solution has a merit that the particle size is minimized and the free silver ions are enriched so that the length of the produced silver nanowires can be significantly longer.

다음으로, 상기 단계 3은 상기 단계 2에서 제조된 반응용액을 교반시켜 은 나노와이어를 성장시키는 단계이다.
Next, step 3 is a step of growing the silver nanowires by stirring the reaction solution prepared in step 2.

상기 단계 2의 용액의 교반속도는 200 ~ 400 rpm 인 것이 바람직하다. 상기 교반속도를 조절함으로써 은 나노와이어의 두께 및 길이를 조절할 수 있다. 만약, 상기 교반속도가 200 rpm 미만인 경우에는, 용액 온도가 불균일해지는 문제가 있고, 400 rpm을 초과하는 경우에는, 용액에 기포가 발생하여 교반의 역할을 제대로 수행하지 못하는 문제가 있다.
The stirring speed of the solution of step 2 is preferably 200 ~ 400 rpm. The thickness and length of the silver nanowires can be adjusted by adjusting the stirring speed. If the stirring speed is less than 200 rpm, there is a problem that the solution temperature is non-uniform, if it exceeds 400 rpm, there is a problem that bubbles are generated in the solution to properly perform the role of stirring.

다음으로, 상기 단계 4는 상기 단계 3에서 제조된 은 나노와이어를 회수하는 단계이다.
Next, step 4 is to recover the silver nanowires prepared in step 3.

예를 들면, 상기 은 나노와이어를 회수하는 방법은 상기 단계 3에서 제조된 은 나노와이어를 상온으로 냉각시키고, 아세톤 또는 에탄올을 이용하여 은 나노와이어에 남아있는 폴리올, 캡핑제와 같은 잔류물들을 제거한 후, 이를 원심분리시키는 방법을 사용할 수 있으나, 당업계에서 은 나노와이어를 회수하기 위해 통상적으로 사용하는 방법이라면 이에 제한없이 사용할 수 있다.
For example, the method for recovering the silver nanowires may be performed by cooling the silver nanowires prepared in step 3 to room temperature and removing residues such as polyols and capping agents remaining in the silver nanowires using acetone or ethanol. Thereafter, a method of centrifuging this may be used, but any method commonly used to recover silver nanowires in the art may be used without limitation.

다음으로, 상기 단계 5는 상기 단계 4에서 회수된 은 나노와이어를 구리 화합물 및 캡핑제를 용해시킨 폴리올 용액에 재투입한 후, 상기 단계 2 내지 단계 4를 수 회 반복수행하는 단계이다.
Next, step 5 is a step of re-injecting the silver nanowires recovered in step 4 in a polyol solution in which a copper compound and a capping agent are dissolved, and then repeating steps 2 to 4 several times.

본 발명에서는 상기 단계 2 및 단계 4에서 언급한 동일한 공정 제어조건으로 상기 단계 2 내지 단계 4를 수 회 반복수행함으로써 은 나노와이어의 종횡비를 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.
In the present invention, the aspect ratio of the silver nanowires can be maximized by repeating the steps 2 to 4 several times under the same process control conditions mentioned in the steps 2 and 4.

본 발명에 따른 은 나노와이어의 제조방법은 상기 단계 2 내지 단계 4를 2 ~ 10회 반복수행하는 것이 바람직하다. 은 나노와이어의 길이 성장을 극대화시킨다는 관점에서 상기 단계 2 내지 단계 4를 5 ~ 10회 반복수행하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에 따른 은 전구체 화합물에 대한 초음파 조사시간, 상기 은 전구체 화합물의 주입속도 및 교반속도 등이 최적화된 폴리올 합성법을 연속적으로 반복수행함으로써, 은 나노와이어의 두께 방향으로의 성장을 제어하고, 길이 방향으로의 성장을 극대화시켜 높은 종횡비를 같은 은 나노와이어를 제조할 수 있는 장점이 있다.
In the method for preparing silver nanowires according to the present invention, it is preferable to repeat steps 2 to 4 two to ten times. From the viewpoint of maximizing the length growth of silver nanowires, it is more preferable to repeat steps 2 to 4 5 to 10 times. Ultrasonic irradiation time for the silver precursor compound according to the present invention, by continuously repeating the polyol synthesis method optimized for the injection speed and stirring speed of the silver precursor compound, thereby controlling the growth in the thickness direction of the silver nanowires, length By maximizing the growth in the direction has the advantage of producing a silver nanowire with the same high aspect ratio.

또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는, 1000 ~ 3000의 종횡비를 갖는 은 나노와이어를 제공한다.In addition, the present invention provides a silver nanowire having an aspect ratio of 1000 to 3000, which is produced by the above production method.

본 발명의 은 나노와이어는 높은 종횡비를 가짐으로써 전도성 물질로 우수한 성능을 나타낼 뿐만 아니라, 물성이 우수하고 투명도가 높은 장점이 있다.
The silver nanowires of the present invention not only exhibit excellent performance as conductive materials by having a high aspect ratio, but also have advantages of excellent physical properties and high transparency.

나아가, 본 발명은 상기 은 나노와이어를 이용한 전도성 패드를 제공한다.Furthermore, the present invention provides a conductive pad using the silver nanowires.

본 발명의 제조방법에 따라 제조되는 은 나노와이어는 종래 폴리올 합성법을 사용하여 제조된 은 나노와이어에 비해 종횡비가 매우 커서, 표면적이 넓으므로 에너지를 전달하는데 뛰어난 성능을 나타낼 수 있어 전도성 패드로 유용하게 사용할 수 있다.
The silver nanowires prepared according to the method of the present invention have a very large aspect ratio compared to the silver nanowires prepared by using the conventional polyol synthesis method, and thus have a large surface area, thereby showing excellent performance in transferring energy, and thus are useful as conductive pads. Can be used.

또한, 본 발명은 상기 은 나노와이어를 이용한 투명전극을 제공한다.In addition, the present invention provides a transparent electrode using the silver nanowires.

본 발명의 제조방법에 따라 제조되는 종횡비가 증가된 은 나노와이어는 종래 폴리올 합성법을 사용하여 제조된 은 나노와이어에 비해 가시광선 영역에서 높은 투과도를 나타내므로 종래 투명전극층으로 값비싼 산화인듐주석을 대체할 수 있는 장점이 있다.
Silver nanowires having an increased aspect ratio prepared according to the method of the present invention exhibit high transmittance in the visible region compared to silver nanowires prepared using a conventional polyol synthesis method, thus replacing expensive indium tin oxide as a conventional transparent electrode layer. There is an advantage to this.

이하, 본 발명의 실시예를 통해 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

<< 실시예Example 1> 은  1> silver 나노와이어의Nanowire 제조 1 Manufacturing 1

단계 1 : 폴리올에 구리화합물 및 캡핑제를 용해시키는 단계Step 1: dissolving the copper compound and the capping agent in the polyol

151.5 ℃로 예열된 오일조에 에틸렌글리콜(E.G, J.T.Baker, 9300-03) 50 ㎖가 들어있는 플라스크를 넣고 1 시간 동안 교반시켰다.A flask containing 50 ml of ethylene glycol (E.G, J.T. Baker, 9300-03) was added to an oil bath preheated to 151.5 ° C. and stirred for 1 hour.

상기 플라스크에 4 mM 농도의 염화구리(CuCl2, Sigma-Aldrich, 487847) 400 ㎕를 주입한 후, 약 15분 후에 0.147 M 농도의 폴리비닐 피롤리돈(PVP, Sigma-Aldrich, 856568) 15 ㎖를 주입하였다.
400 ml of 4 mM copper chloride (CuCl 2 , Sigma-Aldrich, 487847) was injected into the flask, and after 15 minutes, 15 ml of polyvinyl pyrrolidone (PVP, Sigma-Aldrich, 856568) at a concentration of 0.147 M was added. Was injected.

단계 2: 초음파를 조사시킨 은 전구체 화합물을 주입하는 단계Step 2: Injecting the Ultrasonic Irradiated Silver Precursor Compound

0.094 M 농도의 질산은 용액(AgNO3 : 0.24g)에 초음파를 5분간 조사시킨 후, 15 ㎖를 취하여 0.5 ㎖/min의 주입속도로 상기 단계 1의 용액에 주입하였다.
Silver nitrate solution at 0.094 M concentration (AgNO 3 : 0.24 g) was irradiated with ultrasonic waves for 5 minutes, and 15 ml of the solution was injected into the solution of step 1 at an injection rate of 0.5 ml / min.

단계 3: 교반하는 단계Step 3: stirring

상기 단계 2의 용액을 200 ~ 400 rpm의 속도로 60 ~ 120 분간 교반시켜 나노와이어를 성장시켰다.
The nanowires were grown by stirring the solution of step 2 at a speed of 200 to 400 rpm for 60 to 120 minutes.

단계 4: 은 나노와이어를 회수하는 단계Step 4: recovering the silver nanowires

상기 단계 3의 용액을 상온으로 냉각시킨 후, 에탄올을 이용하여 상기 용액을 약 10배로 희석하여 세척하고, 이를 원심분리시켜 은 나노와이어를 회수하고, 95 ℃로 예열된 오븐에서 건조시켰다.
After cooling the solution of step 3 to room temperature, the solution was diluted by about 10 times with ethanol, washed, and centrifuged to recover the silver nanowires, and dried in an oven preheated to 95 ° C.

단계 5: 반복수행하는 단계Step 5: repeat

상기 단계 4에서 회수된 은 나노와이어를 상기 단계 1과 동일한 방법으로 제조된 용액에 재투입한 후, 상기 단계 2 내지 단계 4를 3 ~ 7 회 반복수행하여 은 나노와이어를 제조하였다.
After re-injecting the silver nanowires recovered in step 4 to the solution prepared in the same manner as in step 1, the steps 2 to 4 was repeated 3 to 7 times to prepare silver nanowires.

<< 실시예Example 2> 은  2> silver 나노와이어의Nanowire 제조 2 Manufacturing 2

상기 실시예 1 중 상기 단계 2에서 은 전구체 화합물에 초음파를 7 분간 조사시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 은 나노와이어를 제조하였다.
Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver precursor compound was irradiated with ultrasonic waves for 7 minutes in Example 2 of Example 1.

<< 실시예Example 3> 은  3> silver 나노와이어의Nanowire 제조 3 Manufacturing 3

상기 실시예 1 중 상기 단계 2에서 은 전구체 화합물에 초음파를 10 분간 조사시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 은 나노와이어를 제조하였다.
Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver precursor compound was irradiated with ultrasonic waves for 10 minutes in Example 2 of Example 1.

<< 실시예Example 4> 은  4> silver 나노와이어의Nanowire 제조 4 Manufacturing 4

상기 실시예 1 중 상기 단계 2에서 초음파를 조사시킨 은 전구체 화합물을 1 ㎖/min의 주입속도로 주입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 은 나노와이어를 제조하였다.
Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver precursor compound irradiated with ultrasonic waves in Step 2 of Example 1 was injected at an injection rate of 1 ml / min.

<< 실시예Example 5> 은  5> silver 나노와이어의Nanowire 제조 5 Manufacture 5

상기 실시예 1 중 상기 단계 5를 수행하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 은 나노와이어를 제조하였다.
Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that Step 5 of Example 1 was not performed.

<< 비교예Comparative Example 1> 은  1> silver 나노와이어의Nanowire 제조 6 Manufacture 6

상기 실시예 1 중 상기 단계 2에서 은 전구체 화합물에 초음파를 조사시키지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 은 나노와이어를 제조하였다.
Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver precursor compound was not irradiated with ultrasonic waves in Step 2 of Example 1.

<< 비교예Comparative Example 2> 은  2> silver 나노와이어의Nanowire 제조 7 Manufacture 7

상기 실시예 1 중 상기 단계 2에서 은 전구체 화합물에 초음파를 2 분간 조사시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 은 나노와이어를 제조하였다.
Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver precursor compound was irradiated with ultrasonic waves for 2 minutes in Example 2 of Example 1.

<< 비교예Comparative Example 3> 은  3> silver 나노와이어의Nanowire 제조 8 Manufacture 8

상기 실시예 1 중 상기 단계 2에서 은 전구체 화합물에 초음파를 30 분간 조사시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 은 나노와이어를 제조하였다.
Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver precursor compound was irradiated with ultrasonic waves for 30 minutes in Example 2 of Example 1.

<< 비교예Comparative Example 4> 은  4> silver 나노와이어의Nanowire 제조 9 Manufacture 9

상기 실시예 1 중 상기 단계 2에서 은 전구체 화합물에 초음파를 30 분간 조사시킴과 동시에 50 ~ 60 ℃ 에서 열처리한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 은 나노와이어를 제조하였다.
Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver precursor compound was irradiated with ultrasonic waves for 30 minutes in Example 2 and heat-treated at 50 to 60 ° C.

<< 비교예Comparative Example 5> 은  5> silver 나노와이어의Nanowire 제조 10 Manufacture 10

160 ℃로 예열된 오일조에 에틸렌글리콜 10 ㎖가 들어있는 플라스크를 넣고 2 시간 동안 교반시켰다. 상기 플라스크에 0.6 M 농도의 폴리비닐 피롤리돈 및 0.1 M 농도의 질산은 용액을 동시에 0.1 ~ 0.3 ㎖/min의 주입속도로 주입하여 60 분간 반응시켜 은 나노와이어를 제조하였다.
A flask containing 10 ml of ethylene glycol was added to an oil bath preheated to 160 ° C. and stirred for 2 hours. The flask was injected with a polyvinyl pyrrolidone concentration of 0.6 M and a silver nitrate solution of 0.1 M at the same time at an injection rate of 0.1 to 0.3 ml / min for 60 minutes. The reaction was carried out to prepare silver nanowires.

참고실험:Experiment:

초음파 조사에 의한 질산은 나노입자의 형성여부 조사Formation of silver nitrate nanoparticles by ultrasonic irradiation

본 발명에 따른 은 전구체 화합물의 초음파 조사에 따른 효과를 알아보기 위하여, 용액의 색깔변화를 관찰하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.In order to determine the effect of the ultrasonic irradiation of the silver precursor compound according to the present invention, the color change of the solution was observed, the results are shown in FIG.

도 2를 참고하면, 초음파가 조사되지 않은 은 전구체 화합물은 투명함을 나타내었고, 초음파 조사시간이 늘어남에 따라서 붉고 투명한 색을 나타내었다.Referring to FIG. 2, the silver precursor compound that was not irradiated with ultrasound was transparent, and exhibited a red and transparent color as the ultrasonic irradiation time increased.

이로부터, 초음파를 조사시킨 은 전구체 화합물에는 아주 미세한 질산은 나노입자가 형성되었음을 알 수 있다.
From this, it can be seen that very fine silver nitrate nanoparticles were formed in the silver precursor compound irradiated with ultrasonic waves.

<실험예 1> 투과전자현미경(TEM) 분석Experimental Example 1 Transmission Electron Microscope (TEM) Analysis

본 발명에 따른 은 전구체 화합물의 초음파 조사에 따른 효과를 더욱 상세히 알아보기 위하여, 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 4의 은 나노와이어를 투과전자현미경을 이용하여 관찰하였고, 그 결과를 도 3 ~ 도 6에 나타내었다.In order to examine in more detail the effect of the ultrasonic irradiation of the silver precursor compound according to the present invention, the silver nanowires of Example 3, Comparative Example 1 and Comparative Example 4 were observed using a transmission electron microscope, the results are shown in Figure 3 6 is shown.

도 3을 참조하면, 실시예 3의 초음파를 10분간 조사시킨 은 전구체 화합물로부터 제조된 은 나노와이어는 표면에 불필요한 입자들이 거의 결합되지 않은 것을 알 수 있다. 구체적으로 도 4를 참조하면, 실시예 3의 은 전구체 화합물은 초음파 조사를 통해 약 2 ㎚ 크기의 나노입자들이 형성되었음을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the silver nanowires prepared from the silver precursor compound irradiated with the ultrasonic wave of Example 3 for 10 minutes have almost no unnecessary particles bonded to the surface. Specifically, referring to FIG. 4, it can be seen that the silver precursor compound of Example 3 formed nanoparticles having a size of about 2 nm through ultrasonic irradiation.

반면에, 도 5를 참조하면, 비교예 1의 초음파를 조사시키지 않은 은 전구체 화합물로부터 제조된 은 나노와이어는 표면에 불필요한 입자들이 과도하게 결합되어 있는 것을 알 수 있다. 이러한 경우, 원심분리 또는 여과와 같은 방법을 사용하여 은 나노와이어를 회수시 상기 입자들을 완벽하게 제거하기 어려워 제조되는 은 나노와이어를 단독으로 회수하기 어려운 문제가 있다.On the other hand, referring to Figure 5, the silver nanowires prepared from the silver precursor compound is not irradiated with ultrasonic waves of Comparative Example 1 it can be seen that unnecessary particles are excessively bonded to the surface. In such a case, it is difficult to recover the silver nanowires produced by the method, such as centrifugation or filtration, so that it is difficult to completely remove the particles when the silver nanowires are recovered.

또한, 도 6을 참조하면, 비교예 4의 초음파를 30분간 조사시킴과 동시에 50 ~ 60 ℃에서 열처리한 은 전구체 화합물로부터 제조된 은 나노와이어는 길이가 짧을 뿐만 아니라 질산은 입자들이 과도하게 형성된 것을 알 수 있다.In addition, referring to FIG. 6, the silver nanowires prepared from the silver precursor compound irradiated with ultrasonic waves of Comparative Example 4 for 30 minutes and heat treated at 50 to 60 ° C. were not only short in length, but also excessively formed silver nitrate particles. Can be.

이로부터, 본 발명에 따른 은 나노와이어의 제조방법은 일정시간 초음파를 조사시킨 은 전구체 화합물을 원료로 사용함으로써, 표면에 불필요한 입자들이 결합되지 않은 순수한 은 나노와이어만을 형성시킬 수 있음을 알 수 있다.
From this, it can be seen that the manufacturing method of the silver nanowire according to the present invention can use only the silver precursor compound irradiated with ultrasonic waves for a predetermined time as a raw material, thereby forming only pure silver nanowires to which unnecessary particles are not bonded to the surface. .

<실험예 2> 주사전자현미경(SEM) 분석Experimental Example 2 Scanning Electron Microscope (SEM) Analysis

본 발명에 따른 최적화 조건 및 연속공정에 따른 효과를 알아보기 위하여, 실시예 1, 실시예 5 및 비교예 5의 은 나노와이어를 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였고, 그 결과를 도 7 ~ 도 9에 나타내었다.In order to examine the effects of the optimization conditions and the continuous process according to the present invention, silver nanowires of Examples 1, 5 and Comparative Example 5 were observed using a scanning electron microscope, and the results are shown in FIGS. 7 to 9. Shown in

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1의 은 나노와이어는 본 발명의 폴리올 합성법을 한 번 수행하여 제조된 실시예 5의 은 나노와이어보다 길이가 상당히 길어진 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the silver nanowires of Example 1 according to the present invention are considerably longer than the silver nanowires of Example 5 prepared by performing the polyol synthesis method of the present invention once.

반면에, 비교예 5의 은 나노와이어는 상기 실시예 1 및 실시예 5의 은 나노와이어에 비해 길이가 상당히 짧은 것을 알 수 있다.On the other hand, it can be seen that the silver nanowires of Comparative Example 5 are considerably shorter in length than the silver nanowires of Examples 1 and 5.

이로부터, 본 발명에 따른 은 나노와이어의 제조방법은 은 전구체 화합물에 대한 초음파 조사시간, 주입속도 등과 같은 공정조건이 최적화된 폴리올 합성공정을 반복수행함으로써 은 나노와이어의 길이를 획기적으로 증가시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
From this, the method for producing silver nanowires according to the present invention can dramatically increase the length of the silver nanowires by repeatedly performing a polyol synthesis process with optimized process conditions such as ultrasonic irradiation time, injection speed, and the like for the silver precursor compound. I can see that there is.

<실험예 3> 은 나노와이어의 구조 분석Experimental Example 3 Structure Analysis of Silver Nanowires

본 발명에 따른 최적화 조건 및 연속공정에 따른 효과를 더욱 상세히 알아보기 위하여, 실시예 1, 실시예 5 및 비교예 5의 은 나노와이어의 길이분포를 분석(Image Pro 6.0)하였고, 그 결과를 도 10 ~ 도 12에 나타내었다.In order to examine the effects of the optimization conditions and continuous processes according to the invention in more detail, the length distribution of silver nanowires of Examples 1, 5 and Comparative Example 5 were analyzed (Image Pro 6.0), and the results are illustrated. 10 to 12 are shown.

도 10 ~ 11을 참조하면, 본 발명의 실시예 1의 은 나노와이어의 평균 길이는 120 ㎛를 나타내었고, 그 중 400 ㎛를 넘는 은 나노와이어도 관찰되어, 은 나노와이어의 평균길이가 50 ㎛인 실시예 5의 은 나노와이어보다 상당히 길어진 것을 알 수 있다.10 to 11, the average length of the silver nanowires of Example 1 of the present invention was 120 μm, among which silver nanowires exceeding 400 μm were also observed, and the average length of the silver nanowires was 50 μm. It can be seen that it is considerably longer than the silver nanowire of Example 5.

반면에, 도 12를 참조하면, 비교예 5의 은 나노와이어의 평균 길이는 20 ㎛ 이하를 나타내었다.On the other hand, referring to Figure 12, the average length of the silver nanowires of Comparative Example 5 was 20 ㎛ or less.

이로부터, 본 발명에 따른 은 나노와이어의 제조방법은 은 전구체 화합물에 대한 초음파 조사시간, 주입속도 등과 같은 공정조건이 최적화된 폴리올 합성공정을 반복수행함으로써 은 나노와이어의 길이를 획기적으로 증가시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
From this, the method for producing silver nanowires according to the present invention can dramatically increase the length of the silver nanowires by repeatedly performing a polyol synthesis process with optimized process conditions such as ultrasonic irradiation time, injection speed, and the like for the silver precursor compound. I can see that there is.

<실험예 4> 고해상도 투과전자현미경 및 X선 회절분석기 분석Experimental Example 4 Analysis of High Resolution Transmission Electron Microscope and X-ray Diffractometer

본 발명에 따른 실시예 1의 은 나노와이어의 구조를 관찰하기 위하여, 고해상도 투과전자현미경(HR-TEM) 및 X선 회절분석기(X-ray diffractometer)를 이용하여 관찰하였고, 그 결과를 도 13 ~ 도 14에 나타내었다.In order to observe the structure of the silver nanowire of Example 1 according to the present invention, a high-resolution transmission electron microscope (HR-TEM) and X-ray diffractometer (X-ray diffractometer) was observed using the results, Figure 13 ~ 14 is shown.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예 1의 은 나노와이어의 직경은 약 150 ㎚ 인 것을 알 수 있다. 상기 직경은 종래 폴리올 합성법을 이용하여 제조된 비교예 5의 나노와이어의 직경과 대비하여 동등한 정도인 것을 알 수 있다.Referring to Figure 13, it can be seen that the diameter of the silver nanowire of Example 1 of the present invention is about 150 nm. It can be seen that the diameter is equivalent to the diameter of the nanowires of Comparative Example 5 prepared using a conventional polyol synthesis method.

또한, 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예 1의 은 나노와이어는 (111), (200), (220), (311) 부분에서 피크를 나타내어 면십입방구조(FCC, Face-centered-cubic)를 갖는 것을 알 수 있다.In addition, referring to FIG. 14, the silver nanowires of Example 1 of the present invention exhibit peaks at portions (111), (200), (220), and (311), and are face-centered-cubic (FCC). It can be seen that

이로부터, 본 발명에 따른 은 나노와이어의 제조방법은 은 전구체 화합물에 대한 초음파 조사시간, 주입속도 등과 같은 외부조건을 최적화시키고, 상기 공정을 반복수행함으로써, 은 나노와이어의 직경의 증가를 억제하고, 나아가 실험예 3에서 확인된 바와 같이 길이의 현저히 증가시키는 데 뛰어난 효과가 있음을 알 수 있다.From this, the method for producing silver nanowires according to the present invention optimizes external conditions such as ultrasonic irradiation time, injection speed and the like for the silver precursor compound, and repeats the above process, thereby suppressing the increase in the diameter of the silver nanowires and Further, it can be seen that there is an excellent effect to significantly increase the length as confirmed in Experimental Example 3.

<실험예 5> 자외선-가시광선 분광광도계 분석Experimental Example 5 UV-Visible Spectrophotometer Analysis

본 발명의 은 전구체 화합물에 초음파 조사 및 주입속도에 따른 효과를 알아보기 위하여, 실시예 5 및 비교예 5의 은 나노와이어를 자외선-가시광선 분광광도계(UV-Visible Spectrophotometer)를 이용하여 파장에 따른 투과도를 측정하였고, 그 결과를 도 15에 나타내었다.In order to examine the effect of the ultrasonic irradiation and the injection rate on the silver precursor compound of the present invention, the silver nanowires of Example 5 and Comparative Example 5 by using a UV-Visible Spectrophotometer (UV-Visible Spectrophotometer) Permeability was measured and the results are shown in FIG. 15.

상기 실시예 5의 은 나노와이어는 직경이 약 150 ㎚이며, 평균길이는 50 ㎛를 나타내었고, 비교예 5의 은 나노와이어는 직경이 약 150 ㎚이며, 평균길이는 10 ㎛를 나타내었다.The silver nanowires of Example 5 had a diameter of about 150 nm and an average length of 50 μm, and the silver nanowires of Comparative Example 5 had a diameter of about 150 nm and an average length of 10 μm.

상기 실험은 에탄올 용액에 상기 실시예 5 및 비교예 5에서 제조된 은 나노와이어 0.009 g을 분산시켜 은 나노와이어 용액을 제조하여 이에 대한 투과도를 측정하였다.The experiment was prepared by dispersing 0.009 g of the silver nanowires prepared in Example 5 and Comparative Example 5 in an ethanol solution to prepare a silver nanowire solution, and measured permeability thereof.

도 15를 참조하면, 실시예 5의 은 나노와이어가 분산된 에탄올 용액은 투명하지만, 비교예 5의 은 나노와이어가 분산된 에탄올 용액은 불투명함을 나타내었다. 구체적으로, 가시광선 영역에서 본 발명의 실시예 5의 은 나노와이어의 투과도는 종래 폴리올 합성법을 이용하여 제조된 비교예 5의 은 나노와이어의 투과도보다 60 % 이상 높음을 알 수 있다.Referring to FIG. 15, the ethanol solution in which silver nanowires were dispersed in Example 5 was transparent, but the ethanol solution in which silver nanowires were dispersed in Comparative Example 5 was opaque. Specifically, it can be seen that the transmittance of the silver nanowires of Example 5 of the present invention in the visible region is 60% or more higher than that of the silver nanowires of Comparative Example 5 prepared using a conventional polyol synthesis method.

이로부터, 본 발명의 은 나노와이어 제조방법으로 제조된 종횡비가 증가된 은 나노와이어는 가시광선 영역에서 높은 투과도를 나타내어 투명전극 및 유연전극으로 유용하게 사용할 수 있음을 알 수 있다.
From this, it can be seen that the silver nanowires having an increased aspect ratio produced by the silver nanowire manufacturing method of the present invention exhibit high transmittance in the visible light region and thus can be usefully used as transparent electrodes and flexible electrodes.

Claims (14)

폴리올에 구리(Cu)화합물 및 캡핑제를 용해시키는 단계(단계 1);
상기 단계 1의 용액에 초음파를 조사시킨 은(Ag) 전구체 화합물을 주입하는 단계(단계 2);
상기 단계 2에서 제조된 반응용액을 교반시켜 은 나노와이어를 성장시키는 단계(단계 3);
상기 단계 3에서 제조된 은 나노와이어를 회수하는 단계(단계 4); 및
상기 단계 4에서 회수된 은 나노와이어를 구리 화합물 및 캡핑제를 용해시킨 폴리올 용액에 재투입한 후, 상기 단계 2 내지 단계 4를 수 회 반복수행하는 단계(단계 5)를 포함하는 방법으로 제조되되,
1000 ~ 3000의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 은 나노와이어.
Dissolving a copper (Cu) compound and a capping agent in the polyol (step 1);
Injecting a silver (Ag) precursor compound irradiated with ultrasonic waves into the solution of step 1 (step 2);
Growing silver nanowires by stirring the reaction solution prepared in step 2 (step 3);
Recovering the silver nanowires prepared in step 3 (step 4); And
After re-injecting the silver nanowires recovered in the step 4 to the polyol solution in which the copper compound and the capping agent dissolved, the step 2 to step 4 are repeated several times (step 5). ,
Silver nanowires having an aspect ratio of 1000 to 3000.
제1항에 있어서, 상기 단계 1의 폴리올(polyol)은 에틸렌글리콜 또는 디에틸렌글리콜인 것을 특징으로 하는 은 나노와이어.
The silver nanowire of claim 1, wherein the polyol of step 1 is ethylene glycol or diethylene glycol.
제1항에 있어서, 상기 단계 1의 구리(Cu)화합물은 염화구리(CuCl2)인 것을 특징으로 하는 은 나노와이어.
The silver nanowire of claim 1, wherein the copper (Cu) compound of step 1 is copper chloride (CuCl 2 ).
제1항에 있어서, 상기 단계 1의 캡핑제는 폴리비닐 피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol) 및 폴리(메타)아크릴산(poly(meth)acrylic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 은 나노와이어.
The method of claim 1, wherein the capping agent of step 1 is selected from the group consisting of polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol and poly (meth) acrylic acid (poly (meth) acrylic acid) Silver nanowires, characterized in that the species.
제1항에 있어서, 상기 단계 2의 은(Ag) 전구체 화합물은 질산은(AgNO3) 또는 은 실리케이트(Ag silicate)인 것을 특징으로 하는 은 나노와이어.
The silver nanowire of claim 1, wherein the silver (Ag) precursor compound of step 2 is silver nitrate (AgNO 3 ) or silver silicate.
제1항에 있어서, 상기 단계 1의 폴리올은 140 ~ 180 ℃ 에서 선열처리되는 것을 특징으로 하는 은 나노와이어.
The silver nanowire of claim 1, wherein the polyol of step 1 is subjected to preheating at 140 to 180 ° C.
제1항에 있어서, 상기 단계 2의 초음파 조사 시간은 5 ~ 10 분인 것을 특징으로 하는 은 나노와이어.
The silver nanowire of claim 1, wherein the ultrasonic irradiation time of step 2 is 5 to 10 minutes.
제1항에 있어서, 상기 단계 2의 은(Ag) 전구체 화합물의 주입속도는 0.1 ~ 1 ㎖/min 인 것을 특징으로 하는 은 나노와이어.
The silver nanowire of claim 1, wherein an injection rate of the silver (Ag) precursor compound of step 2 is 0.1 to 1 ml / min.
제1항에 있어서, 상기 단계 3의 반응용액의 교반속도는 200 ~ 400 rpm 인 것을 특징으로 하는 은 나노와이어.
According to claim 1, wherein the stirring speed of the reaction solution of step 3 is silver nanowires, characterized in that 200 ~ 400 rpm.
제1항에 있어서, 상기 은 나노와이어의 제조방법은 2 ~ 10회 반복수행하는 것을 특징으로 하는 은 나노와이어.
The method of claim 1, wherein the manufacturing method of the silver nanowire is a silver nanowire, characterized in that repeated 2 to 10 times.
제1항에 있어서, 상기 은 나노와이어의 제조방법은 5 ~ 10회 반복수행하는 것을 특징으로 하는 은 나노와이어.
The method of claim 1, wherein the manufacturing method of the silver nanowire is a silver nanowire, characterized in that repeated 5 to 10 times.
삭제delete 제1항의 은 나노와이어를 이용한 전도성 패드.
A conductive pad using the silver nanowires of claim 1.
제1항의 은 나노와이어를 이용한 투명전극.


The transparent electrode using the silver nanowire of claim 1.


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