KR102558796B1 - 전도성 나노구조체 정제 - Google Patents

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KR102558796B1
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Abstract

희망되는 나노구조체들 및 희망되지 않는 나노구조체들을 포함하는 금속 나노구조체 조성물을 정제하는 방법. 방법은, 희망되는 및 희망되지 않는 나노구조체들을 포함하는 금속 나노구조체들이 합성된 용액을 제공하는 단계를 포함한다. 용액은 폴리올을 포함하며, 점도를 갖는다. 방법은, 용액의 점도를 낮추고 희석된 용액을 제공하기 위해 희석제를 가지고 용액을 희석하는 단계를 포함한다. 방법은, 희석된 용액으로부터 희망되지 않는 나노구조체들을 침강시키는 단계를 포함한다. 방법은, 희망되는 나노구조체들을 갖는 상청액을 수집하고 희망되지 않는 나노구조체들을 침강 디바이스 내부에 유지하는 단계를 포함한다. 일 예에서, 이는 침강 디바이스를 통해 이루어지며, 이는 희망되지 않는 나노구조체들을 유지하기 위한 홈이 있는 바닥들을 가지고 설계된 특수 트레이 시스템이다.

Description

전도성 나노구조체 정제
관련 출원들
본 출원은 "CONDUCTIVE NANOSTRUCTURE PURIFICATION"이라는 명칭으로 2019년 04월 03일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/828,654호에 대한 우선권을 주장하며, 이러한 출원은 본원에 참조로서 포함된다.
기술분야
본 개시는 금속 나노구조체들의 정제에 관한 것이다.
투명 전도체들은 광학적-투명 및 전기-전도성 필름들을 포함한다. 오늘날 은 나노와이어(silver nanowire; AgNW)들에 대한 주요 애플리케이션들 중 하나는 터치 패널들, 광전지 셀들, 평면 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD)들, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED)들, 착용형 디바이스들, 등과 같은 전자 디바이스들 내에 투명 전도체(transparent conductor; TC) 층들을 형성하는데 있다. 다양한 기술들이 전도성 나노구조체들과 같은 하나 이상의 전도성 매체에 기반하여 투명 전도체들을 생산해왔다. 일반적으로, 전도성 나노구조체들은 긴-범위의 상호연결성을 통해 전도성 네트워크를 형성한다.
투명 전도체들을 이용하는 애플리케이션들의 수가 계속해서 증가함에 따라, 전도성 나노구조체들에 대한 요구를 충족시키기 위한 정제 방법들과 같은 개선된 생산 방법들이 요구된다. 전통적인 정제 기술들은 침강, 원심 분리, 여과 등을 통해 희망되지 않는 오염물질들의 레벨을 감소시키려고 시도한다. 그러나, 통상적인 기술들은, 희망되지 않는 오염물질들로부터 전도성 나노구조체들의 비-효율적인 분리에 기인하여 벤치탑(benchtop)보다 더 큰 규모에서 전도성 나노구조체들의 반응 미정제물로부터 희망되지 않는 오염물질들을 감소시키는데 적절하지 않다.
일 측면에 따르면, 본 개시는 희망되는 나노구조체들 및 희망되지 않는 나노구조체들을 포함하는 금속 나노구조체 조성물을 정제하는 방법을 제공한다. 방법은, 희망되는 및 희망되지 않는 나노구조체들을 포함하는 금속 나노구조체들이 합성된 용액을 제공하는 단계를 포함한다. 용액은 폴리올을 포함하며, 점도를 갖는다. 방법은, 용액의 점도를 낮추고 희석된 용액을 제공하기 위해 희석제를 가지고 용액을 희석하는 단계를 포함한다. 방법은, 희석된 용액으로부터 희망되지 않는 나노구조체들을 침강시키는 단계를 포함한다. 방법은, 희망되는 나노구조체들을 갖는 상청액을 수집하고 희망되지 않는 나노구조체들을 침강 디바이스 내부에 유지하는 단계를 포함한다. 일 예에서, 이는 침강 디바이스를 통해 이루어지며, 침강 디바이스는 희망되지 않는 나노구조체들을 유지하기 위한 홈이 있는 바닥들을 가지고 설계된 특수 트레이 시스템이다.
이상의 요약은 본원에서 논의되는 시스템들 및 방법들 중 일부 측면들의 기본적인 이해를 제공하기 위하여 간략화된 요약을 제공한다. 이러한 요약은 본원에서 논의되는 시스템들 및/또는 방법들의 광범위한 개괄이 아니다. 이는 이러한 시스템들 및/또는 방법들의 중요/핵심 엘리먼트들을 식별하거나 또는 범위를 설명하도록 의도되지 않는다. 요약의 유일한 목적은, 아래에서 제공되는 더 상세한 설명에 대한 서문으로서 일부 개념들을 간략화된 형태로 제공하는 것이다.
본원에서 제공되는 교시들이 대안적인 형태들로 실시될 수 있지만, 도면들에 예시된 특정 실시예들은 본원에서 제공되는 설명을 보충하는 단지 몇몇 예들에 불과하다. 이러한 실시예들은 본원에 첨부된 청구항들을 제한하는 것과 같은 제한적인 방식으로 해석되지 않아야 한다.
개시되는 내용은 특정한 부분들 및 부분들의 배열에서 물리적인 형태를 취할 수 있으며, 이의 실시예들이 본 명세서에서 상세하게 설명되며 본 명세서의 일 부분을 형성하는 첨부된 도면들에 예시된다.
도 1a는, 정제 이전에 희망되는 나노구조체들 및 희망되지 않는 나노구조체들의 혼합물을 가지고, 침강을 통해 희망되는 나노구조체들 및 희망되지 않는 나노구조체들을 포함하는 금속 나노구조체 조성물을 정제하기 위해 사용되는 홈이 있는 하단을 갖는 예시적인 트레이를 보여주는 사진이다.
도 1b는, 희망되지 않는 나노구조체들이 홈이 있는 바닥에 유지되는 상태의 정제 이후의 도 1a의 예시적인 트레이를 보여준다.
도 2는 본 개시에 따른 예시적인 방법에 대한 탑-레벨 순서도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 개시의 방법의 일부로서 사용될 수 있는 예시적인 얕은 트레이의 다양한 도면들이다.
도 4는, 본 개시의 방법의 부분으로서 사용될 수 있는 다수의 트레이들을 포함하는 예시적인 배열의 도면들의 모음이다.
도 5는 도 4와 유사하지만 동시 핸들링을 도시하는 도면들의 모음이다.
이제, 주제가, 예시로서 특정 예시적인 실시예들을 도시하며 본 개시의 부분을 형성하는 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 더 완전하게 설명된다. 이러한 설명은 알려진 개념들의 광범위한 또는 상세한 논의로서 의도되지 않는다. 당업자들에게 일반적으로 알려진 세부사항들은 생략될 수 있거나, 또는 요약 방식으로 처리될 수 있다.
본원에서 사용되는 특정 용어는 오로지 편의만을 위한 것이며, 개시되는 내용에 대한 제한으로서 간주되지 않아야 한다. 본원에서 사용되는 상대적인 언어는 도면들을 참조하여 가장 잘 이해될 것이며, 도면들에서 동일한 도면 부호들은 동일하거나 또는 유사한 아이템들을 식별하기 위하여 사용된다. 추가로, 도면들에서, 특정 특징들은 어느 정도 개략적인 형태로 도시될 수 있다.
다음의 주제는 방법들, 디바이스들, 컴포넌트들, 및/또는 시스템들과 같은 다양하고 상이한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 주제는 예들로서 본원에서 기술되는 임의의 예시적인 실시예들에 한정되는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 오히려, 실시예들은 단지 예시적인 것으로 본원에서 제공된다.
프로세스 혼합물로부터 전도성 나노구조체들을 분리하고 정제하는 방법이 본원에서 제공된다. 예를 들어, 희망되는 나노구조체들 및 희망되지 않는 나노구조체들을 포함하는 금속 나노구조체 조성물을 정제하는 방법이 제공된다. 방법은, 희망되는 및 희망되지 않는 나노구조체들을 포함하는 금속 나노구조체들이 합성된 용액을 제공하는 단계를 포함한다. 용액은 폴리올을 포함하며, 점도를 갖는다. 방법은, 용액의 점도를 낮추고 희석된 용액을 제공하기 위해 희석제를 가지고 용액을 희석하는 단계를 포함한다. 방법은, 희석된 용액으로부터 희망되지 않는 나노구조체들을 침강시키는 단계를 포함한다. 방법은, 희망되는 나노구조체들을 갖는 상청액을 수집하고 희망되지 않는 나노구조체들을 침강 디바이스 내부에 유지하는 단계를 포함한다. 일 예에서, 이는 침강 디바이스를 통해 이루어지며, 침강 디바이스는 희망되지 않는 나노구조체들을 유지하기 위한 홈이 있는 바닥들을 가지고 설계된 특수 트레이 시스템이다.
본원에서 사용되는 바와 같은, "전도성 나노구조체들" 또는 "나노구조체들"은 일반적으로, 이의 적어도 하나의 치수가 200 nm보다 더 작은 전기 전도성 나노-크기 구조체들을 지칭한다. 그러나, 치수들은, 예를 들어, 500 nm, 250 nm, 100 nm, 50 nm, 25 nm, 15 nm, 또는 10 nm보다 더 작을 수 있다. 전형적으로, 나노구조체들은 금속성 재료, 예컨대 원소 금속(예를 들어, 전이 금속들) 또는 금속 화합물(예를 들어, 금속 산화물)로 만들어진다. 금속성 재료는 또한, 2개 이상의 유형들의 금속을 포함하는, 바이메탈(bimetallic) 재료 또는 금속 합금일 수 있다. 적절한 금속들은, 비제한적으로, 은, 금, 구리, 니켈, 금-도금 은, 백금 및 팔라듐을 포함한다.
나노구조체들은 임의의 형상 또는 기하구조일 수 있다. 주어진 나노구조체의 모폴로지(morphology)는, 나노구조체의 직경 분의 길이의 비율인 이것의 종횡비에 의해 간략화된 방식으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 특정 나노구조체들은 등방성 형상이다(즉, 종횡비=1). 전형적인 등방성 나노구조체들은 나노입자들을 포함한다. 선호되는 실시예들에 있어서, 나노구조체들은 이방성 형상이다(즉, 종횡비≠1). 이방성 나노구조체는 전형적으로 이것의 길이를 따른 길이 방향 축을 갖는다. 일부 예시적인 이방성 나노구조체들은 본원에서 정의되는 바와 같은 나노와이어들, 나노로드(nanorod)들, 및 나노튜브들을 포함한다.
나노구조체들은 속이 차 있거나 또는 중공형일 수 있다. 속이 찬 나노구조체들은, 예를 들어, 나노입자들, 나노로드들 및 나노와이어(nanowire; "NW")들을 포함한다. NW들은 전형적으로, 10보다 더 큰, 바람직하게는 50보다 더 큰, 더 바람직하게는 100보다 더 큰 종횡비들을 갖는 길고 얇은 나노구조체들을 지칭한다. 나노와이어들은 200 nm보다 더 길거나, 1 μm보다 더 길거나, 또는 10 μm보다 더 긴 길이일 수 있다. "나노로드들"은 전형적으로, 10 이하의 종횡비들을 갖는 짧고 넓은 이방성 나노구조체들이다. 본 개시가 임의의 유형의 나노구조체들을 정제하는데 적용될 수 있지만, 간결함을 위하여, 큰 입자들(예를 들어, 모든 치수가 50 nm를 초과하는 입자들)을 분리하기 위한 은 나노와이어들("AgNW들" 또는 "NW들"로 간략하게 축약됨)의 정제가 일 예로서 설명될 것이다.
투명 전도체(TC) 층의 전기적 속성 및 광학적 속성은 NW들의 물리적 치수들 - 즉, 그들의 길이 및 직경, 그리고 더 일반적으로, 그들의 종횡비에 강하게 의존한다. 더 큰 종횡비를 갖는 NW들은, 더 낮은 밀도의 와이어들이 주어진 필름 비저항에 대하여 더 높은 투명도를 달성하는 것을 가능하게 함으로써 더 효율적인 전도성 네트워크를 형성한다. 각각의 NW가 전도체로서 간주될 수 있기 때문에, 개별적인 NW 길이 및 직경은 전체 NW 네트워크 전도율, 및 그에 따라서 최종 필름 전도율에 영향을 줄 것이다. 예를 들어, NW들이 더 길어짐에 따라, 전도성 네트워크를 만들기 위해 더 적은 것이 요구되며; 그리고 NW들이 더 얇아짐에 따라, NW 비저항이 증가하고 - 이는 주어진 수의 나노와이어들에 대하여 더 적은 전도성을 야기한다.
유사하게, NW 길이 및 직경은 TC 층들의 광학적 투명도 및 광 확산(헤이즈(haze))에 영향을 줄 것이다. NW 네트워크들은, 나노와이어들이 필름의 매우 작은 부분을 구성하기 때문에 광학적으로 투명하다. 그러나, 나노와이어는 광을 흡수하고 산란시키며, 따라서 NW 길이 및 직경은, 전도성 NW 네트워크에 대한 광학적 투명도 및 헤이즈를 아주 크게 결정할 것이다. 일반적으로, 더 길고 더 얇은 NW들은 TC 층들에서 증가된 투과율 및 감소된 헤이즈 - 전자 애플리케이션들에 대하여 바람직한 속성을 야기한다.
추가로, TC 층 내의 낮은 종횡비의 나노구조체들(합성 프로세스의 산물)은, 이러한 구조체들이 네트워크의 전도율에 기여하지 않으면서 광을 산란시킴에 따라 추가된 헤이즈를 야기한다. 금속 나노구조체들을 준비하기 위한 합성 방법들이 전형적으로 희망되는 그리고 희망되지 않는 나노구조체 모폴로지들의 범위를 포함하는 조성물을 생성하기 때문에, 고 종횡비 나노구조체들의 보유를 촉진하기 위하여 이러한 조성물을 정제해야 할 필요성이 존재한다. 보유된 나노구조체들은 바람직한 전기적 및 광학적 속성들을 갖는 TC들을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
NW들은, 용액-기반 합성, 예를 들어, 금속 나노구조체들의 대규모 생산에서 합리적으로 효율적인 "폴리올" 프로세스에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, Sun, Y. 등, (2002) Science, 298, 2176; Sun, Y. 등, (2002) Nano Lett. 2, 165 참조. 폴리올 프로세스는, 폴리올에 의한 금속 나노구조체들의 전구체(예를 들어, 금속 염), 폴리(비닐 피롤리돈)(poly(vinyl pyrrolidone); "PVP") 존재 하에서, 적어도 2개의 하이드록실기들(예를 들어, 에틸렌 글리콜)을 포함하는 유기 화합물의 환원을 수반한다. 전형적으로, 폴리올들은 용매뿐만 아니라 환원제의 이중 기능들을 수행한다. 예시적인 폴리올들은, 비제한적으로, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 및 글리세롤을 포함한다.
폴리올 프로세스가 주로 NW들을 생성하는데 최적화될 수 있지만, 실제로는, 나조구조체들의 복합 모음(collection)이 반응 산물들로서 형성된다. 예를 들어, NW들 이외에도, 나노입자들, 나노큐브들, 나노로드들, 나노피라미드들 및 다중-쌍정(multi-ply twinned) 입자들을 포함하는 다양한 모폴로지들의 금속 또는 금속 할로겐화물 나노구조체들이 또한 생성될 수 있다. 이러한 나노구조체들 중 일부는 상대적으로 더 큰 치수들을 가질 수 있다. 이러한 더 큰-치수의 나노구조체들은 상대적으로 더 작은 치수의 나노구조체들로부터 분리되어야 한다. 일부 예들로서, 본 개시를 제한하지 않고, 더 큰 치수들은 크기에서 50 nm를 초과하는 치수들일 수 있다.
본원에서 논의되는 바와 같이, 나노구조체들이 전도성 네트워크를 형성하는 TC를 형성하기 위하여, NW들 이외에 존재하는 산물 나노구조체들의 양을 감소시키는 것이 바람직할 수 있으며, 이는, 다른 나노구조체들이 사실상 전도율이 기여하지 않을 수 있고 그들의 존재가 헤이즈에 기여할 수 있기 때문이다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "저 종횡비 나노구조체들" 또는 "오염물질들"은, 예를 들어, 상대적으로 넓거나 및/또는 짧으며(예를 들어, 나노입자들, 나노로드들) 상대적으로 작은 종횡비(<10)를 갖는 나노구조체들을 포함한다. 이러한 저 종횡비 나노구조체들의 중 일부 또는 전부는 암시야 현미경 사진 상에서 그들의 빛나는 외관으로 인해 전도성 필름에서 "빛나는 물체"로서 보일 수 있다. 빛나는 물체들은, 따라서, 전도성 필름의 헤이즈를 상당히 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, "오염물질들"은 적어도 50 nm의 직경을 갖는 NW들 또는 나노로드들, 또는 모든 치수들이 적어도 50 nm인 다른 나노구조체들과 같은 큰 나노구조체들을 포함한다.
미정제 제품들의 반응 혼합물에서 오염물질들로부터 NW들을 분리하는 것이 어렵거나 또는 비효율적인 것으로 증명되었다. 특히, 분리 방법은 침강을 포함하며, 이는, 폴리올 및 PVP를 포함하는 액체 상이 상청액을 형성하는 동안 나노입자들이 침강되는 것을 가능하게 한다. 그러나, 오염물질들은 일반적으로 NW들과 함께 침강되며, 분리하기가 매우 어려워진다. 이에 더하여, 함께-침강된 NW들 및 오염물질들은 흔히 액체 상으로 재-현탁되기 어려우며, 이는 추가적인 정제 노력을 방해한다. 또한, 특정 폴리올 용매들(예를 들어, 글리세롤)은 실온에서 너무 점성이어서 상당한 양의 나노구조체들이 침강될 수 있기 이전에 장기간의 침강 프로세스가 필요할 수 있다.
따라서, 실시예들은, 예를 들어, NW들 및 오염물질들 둘 모두를 포함하는 미정제 반응 혼합물로부터, 직경이 50 nm보다 더 큰, 큰 입자들과 같은 오염물질들을 제거하는 합성-후 정제 방법을 제공한다. 일 예에 있어서, 정제 프로세스는, 도 1a에 도시된 바와 같이 홈이 있는 바닥을 갖는 얕은 트레이(100)를 사용하는 침강 방법을 수반한다. 예를 들어, 트레이의 깊이는 선태적으로 1 인치(2.54 cm) 이하, 0.75 인치(1.91 cm) 이하, 0.5 인치(1.27 cm) 이하, 또는 0.25 인치(0.64 cm) 이하 등일 수 있다. 일부 실시예들에 대하여, 분리는, 입자들을 유지하기 위해 바닥에서 적절하게-작은 홈들(예를 들어, 2.6 mm(약 0.1 인치)보다 더 작은 폭 및 1.3 mm(약 0.05 인치)보다 약간 더 작은 높이를 갖는 V 형의 세장형 트로프(trough)들, 또는 다른 형상들 또는 치수들을 갖는 트로프들)을 가지고, 적절한 혼합물 유체의 점도, 트레이 내의 유체의 높이, 침강 시간을 수립함으로써 달성된다. 일반적으로, 낮은 점도, 더 짧은 침강 높이가 더 빠른 분리를 촉진하고; 바닥의 홈들은 도 1b에 도시된 바와 같이 입자들을 유지하는 것을 돕는다.
정제 방법의 실시예들에 따르면, 예를 들어, 직경이 50 nm보다 더 큰 예시적인 큰 입자들을 포함하는, 나노입자들을 포함하는 혼합물 유체의 점도는, 트레이 내의 유체의 높이, 침강 시간, 및 트레이 내의 홈들의 크기에 기초하여 조정된다. 조정된 점도를 갖는 혼합물 유체는, 깊이가 일 인치(1 인치) 이하이며 바닥 표면 상에 세장형 트로프들을 포함하는 얕은 트레이 내로 도입된다. 나노입자들을 포함하는 혼합물 유체의 조정은 희석을 통할 수 있다. 일 예에 있어서, 희석제는 물, 또는 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol; IPA), 등과 같은 알코올일 수 있다.
지정된 시간 이후에, 큰 입자들이 홈이 있는 바닥 내로 침전되고 혼합물 유체의 액체 부분으로부터 분리된다. 그런 다음, 혼합물 유체의 액체 부분은, 큰 입자들이 트레이의 홈들 내에 유지되는 동안 얕은 트레이로부터 배출된다.
본 개시의 방법의 탑-레벨 개괄로서, 도 2는 예시적인 방법(200)에 대한 순서도를 제공한다. 방법(200)의 제 1 단계(204)로서, 용액이 제공된다. 용액 내에, 금속 나노구조체들이 합성되었다. 용액은 희망되는 나노구조체 및 희망되지 않는 나노구조체를 포함하고, 용액은 폴리올을 포함하며, 점도를 갖는다. 단계(206)에서, 용액은 점도를 낮추기 위해 희석된다. 단계(208)에서, 희석된 용액으로부터 희망되지 않는 나노구조체들 중 하나가 침강된다. 단계(210)에서, 희망되는 나노구조체들을 갖는 상청액이 수집되고, 희망되지 않는 나노구조체들은 침강 디바이스 내에 유지된다.
특정 예에서, 희석된 용액으로부터 희망되지 않는 나노구조체들이 침강된다. 또한, 특정 예에서, 희망되지 않는 나노구조체들은 모든 방향에서 적어도 50 nm의 치수들을 갖는다. 그러나, 방법의 탑-레벨 개괄이 이로 한정될 필요는 없다. 방법의 탑-레벨 개괄의 이러한 사소함(breath)은, 희망되는 나노구조체들이 희석된 용액으로부터 침강되도록 하는 가능한 반전을 허용할 것이다. 따라서, 이러한 것이 본 개시의 범위 내에 속한다.
희석의 단계 및 침강 시간에 관한 개선이 본 개시의 측면들이라는 것이 이해될 것이다. 이하에서 논의되는 일부 비교 예들이 이를 보여준다.
표 1은 2개의 상이한 점도들에 대한 정제 프로세스 동안의/이후의 큰 입자 수를 보여준다. 특히, 각기 희망되는 것(예를 들어, 나노와이어) 및 희망되지 않는 것(예를 들어, 큰 입자들) 둘 모두를 포함하지만 상이한 점도들을 갖는 2개의 혼합물들, 혼합물 1 및 혼합물 2는 여러 날에 걸쳐 침강이 발생하도록 허용된다.
혼합물 1은 더 낮은 점도를 가지며, 나노와이어 레벨 당 입자는 단 3일 동안에 0.053으로부터 0.003으로 감소하였다. 혼합물 2는 더 높은 점도를 가지며, 나노와이어 레벨 당 입자는 13일의 침강 이후에도 여전히 높다(0.012).
표 1
(나노와이어 당 큰 입자들의 수치 표시들)
일 예에서 언급된 바와 같이, 디바이스(예를 들어, 얕은 트레이(100), 도 1a 및 도 1b 참조)는 본 개시의 정제 프로세스 방법에서 사용될 수 있다. 이러한 디바이스는, 희석된 용액으로부터 침전되는 나노구조체들의 유지를 도울 수 있다. 방법이 연관된 디바이스에 의해 한정될 필요가 없다는 것 및 상이한/수정된 디바이스들이 본 개시의 방법에서 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 상이한/수정된 디바이스들, 및 이의 사용이 본 개시의 범위 내에 속한다.
정제 프로세스 방법이 이에 한정될 필요는 없지만, 도 3a 내지 도 3d는 디바이스(예를 들어, 얕은 트레이)의 일부 예시적인 세부사항들을 보여주기 위해 제공된다. 도 3a 내지 도 3d를 보면 이해될 바와 같이, 일단 침강/정제가 발생하면 용액을 추출(즉, 배출)하기 위한 밸브형 배출구 탭 또는 수도꼭지가 제공된다. 도 3a 내지 도 3d의 도시된 예에서, 홈들은 밸브형 배출구와 연관된 배출 방향에 대해 횡방향(예를 들어, 수직)으로 배향된다.
생산성이 확장될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일 예로서, 다수의 디바이스들(예를 들어, 다수의 얕은 트레이들)이 이용될 수 있다. 이러한 것이 요구되지는 않으며, 본 개시에 대한 제한일 필요도 없다. 그럼에도 불구하고, 일 예가 도 4에 도시된다. 도 4는, 다수의 트레이들을 포함하는 예시적인 배열의 도면들(사시도, 측면도, 및 후면도)의 모음이다. 다시 한 번, 이러한 것은 단지 예이며, 본 개시에 대한 제한일 필요도 없다. 다수의 다른/상이한 복수의 트레이 배열들이 가능하고, 고려되며, 따라서 본 개시의 범위 내에 속한다.
또한, 생산성이 확장될 수 있는 일 예로서, 용액/트레이들의 부분들의 동시 핸들링(즉, 이의 동작)이 이용될 수 있다. 일 예로서, 도 5에 주목한다. 도 5는 도 4와 유사하지만, 일단 침강/정제가 완료되면 용액을 추출(즉, 배출)하기 위해 동시에 틸팅하는 것을 도시한다. 다시 한 번, 이러한 것은 단지 예이며, 본 개시에 대한 제한일 필요도 없다. 다수의 다른/상이한 복수의 트레이 배열들, 및 이의 동시 핸들링이 가능하고, 고려되며, 따라서 본 개시의 범위 내에 속한다.
달리 명시되지 않는 한, "제 1", "제 2", 및/또는 유사한 용어는 시간적인 측면, 공간적인 측면, 순서 등을 의미하도록 의도되지 않는다. 오히려, 이러한 용어들은 단지 특징부들, 엘리먼트들, 아이템들 등에 대한 식별자들, 명칭들 등으로서 사용된다. 예를 들어, 제 1 물체 및 제 2 물체는 일반적으로 물체 A 및 물체 B 또는 2개의 상이한 또는 2개의 동일한 물체들 또는 동일한 물체에 대응한다.
또한, "예", "예시적인 실시예"는 본원에서 사례, 예시 등으로서 역할하는 것으로서 사용되며, 반드시 유리한 것은 아니다. 본원에서 사용되는 "또는"은 배타적인 "또는"이 아니라 포괄적인 "또는"을 의미하도록 의도된다. 이에 더하여, 본 출원에서 사용되는 "일(a 및 an)"은, 달리 명시되거나 또는 문맥으로부터 단수형을 지시하는 것이 명확하지 않은 한, "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, A 및 B 중 적어도 하나 및/또는 유사한 용어는 일반적으로 A 또는 B 또는 A 및 B 둘 모두를 의미한다. 또한, 이러한 정도로, "포함하다", "갖는", "갖다", "구비한" 또는 이의 변형들이 상세한 설명 및/또는 청구범위에서 사용되며, 이러한 용어들은 용어 "포함하는"과 유사한 방식으로 포괄적으로 의도된다.
내용이 구조적 특징들 및 방법론적 행위들에 특유한 표현으로 설명되었지만, 청구된 청구항들에서 정의되는 내용이 반드시 이상에서 설명된 특정 특징들 또는 행위들에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 오히려, 이상에서 설명된 특정 특징들 및 행위들은 청구항들 중 적어도 일부를 구현하는 예시적인 형태들로서 개시된다.
본원에서 실시예들 및/또는 예들의 다양한 동작들이 제공된다. 본원에서 동작들의 일부 또는 전부가 설명되는 순서는, 이러한 동작들이 반드시 순서 종속적인 것을 의미하도록 해석되지는 않아야만 한다. 대안적인 순서화가 본 설명의 이익을 갖는 당업자에 의해 이해될 것이다. 추가로, 동작들 모두가 필수적으로 본원에서 제공되는 각각의 실시예 및/또는 예에 존재해야 하는 것은 아니라는 것이 이해될 것이다. 또한, 일부 실시예들 및/또는 예들에서 모든 동작들이 필수적인 것은 아니라는 것이 이해될 것이다.
또한, 본 개시가 하나 이상의 구현예들과 관련하여 도시되고 설명되었지만, 균등한 대안예들 및 수정예들이 본 명세서 및 첨부된 도면들의 숙독 및 이해에 기초하여 다른 당업자들에게 떠오를 것이다. 본 개시는 이러한 수정예들 및 대안예들 전부를 포함하며, 오로지 다음의 청구항들의 범위에 의해서만 제한된다. 특히, 이상에서 설명된 컴포넌트들(예를 들어, 엘리먼트들, 자원들, 등)에 의해 수행되는 다양한 기능들과 관련하여, 이러한 컴포넌트들을 설명하기 위해 사용되는 용어들은, 달리 표현되지 않으면, 심지어 개시된 구조들과 구조적으로 균등하지 않더라도, 설명된 컴포넌트의 지정된 기능을 수행하는 임의의 컴포넌트(예를 들어, 기능적 등가물)에 대응하도록 의도된다. 이에 더하여, 본 개시의 특정 특징이 몇몇 구현예들 중 오직 하나에 관해서만 개시되었지만, 이러한 특징이 임의의 주어진 또는 특정 애플리케이션에 대해 바람직할 수 있으며 유리할 수 있는 바와 같이 다른 구현예들의 하나 이상의 다른 특징들과 결합될 수 있다.

Claims (20)

  1. 금속 나노구조체 조성물을 정제하는 방법으로서,
    고 종횡비 나노구조체들 및 저 종횡비 나노구조체들을 포함하는 금속 나노구조체들이 합성된 용액을 제공하는 단계로서, 상기 용액은 폴리올을 포함하고 점도를 갖는, 단계;
    상기 용액의 점도를 낮추고 희석된 용액을 제공하기 위해 희석제를 가지고 상기 용액을 희석하는 단계; 및
    상기 희석된 용액으로부터 상기 저 종횡비 나노구조체들을 침강시키는 단계를 포함하며,
    상기 방법은, 상기 희석된 용액 내에 상기 고 종횡비 나노구조체들을 유지하는 것을 돕고 상기 희석된 용액으로부터 침강된 상기 저 종횡비 나노구조체들의 제거를 돕는 디바이스 내로 상기 희석된 용액을 도입하는 단계로서, 상기 디바이스는 배출구와 연관된 배출 방향에 대해 횡방향으로 배향된 홈이 있는 바닥을 갖는 트레이를 포함하고, 상기 저 종횡비 나노구조체는 10보다 작은 종횡비를 갖고 상기 고 종횡비 나노구조체의 종횡비는 상기 저 종횡비 나노구조체의 종횡비보다 큰, 단계를 포함하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고 종횡비 나노구조체들은 상기 희석된 용액 내에 남아 있는, 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 저 종횡비 나노구조체들은 적어도 50 nm의 모든 치수들을 갖는, 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은, 상기 희석된 용액 내에 상기 고 종횡비 나노구조체들을 유지하는 것을 돕고 상기 희석된 용액으로부터 침강된 상기 저 종횡비 나노구조체들의 제거를 돕는 디바이스 내로 상기 희석된 용액을 도입하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 디바이스는 1 인치 이하의 깊이를 갖는, 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 트레이의 깊이는 0.5 인치 이하인, 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 트레이의 깊이는 0.25 인치 이하인, 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 홈이 있는 바닥은 세장형 트로프(trough)들을 갖는, 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 세장형 트로프들은 V 형상을 가지며, 0.1 인치 미만의 폭 및 0.05 인치 미만의 높이를 갖는, 방법.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 방법은, 상기 희석된 용액 내에 상기 고 종횡비 나노구조체들을 유지하는 것을 돕고 상기 희석된 용액으로부터 침강된 상기 저 종횡비 나노구조체들의 제거를 돕는 다수의 디바이스들 내로 상기 희석된 용액을 도입하고, 그 후에 상기 다수의 디바이스들을 동시에 동작시키는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 희석제는 물 및 알코올 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 희석제는 알코올인, 방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리올은 에틸렌 글리콜을 포함하는, 방법.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리올은 프로필렌 글리콜을 포함하는, 방법.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리올은 글리세롤을 포함하는, 방법.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 희석된 용액으로부터 상기 저 종횡비 나노구조체들을 침강시키는 단계는 5일 이하의 시간 기간 동안 발생하는, 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 희석된 용액으로부터 상기 저 종횡비 나노구조체들을 침강시키는 단계는 3일 이하의 시간 기간 동안 발생하는, 방법.
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  19. 삭제
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