KR20120129447A - Silver nanowire having protuberance and Method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A silver nanowire with projections and a manufacturing method thereof are provided to obtain high manufacturing yield by reducing the production ratio of byproducts such as metal particles. CONSTITUTION: A method for manufacturing a silver nanowire with projections the steps of heating and inducing reaction of polyol, a dispersion stabilizing agent, a silver precursor, bronsted acid, and a halogen ion donor and rapidly cooling the reactant.

Description

돌기를 가진 은 나노선 및 이의 제조 방법 {Silver nanowire having protuberance and Method for preparing the same}Silver nanowires with protuberances and method for manufacturing same {Silver nanowire having protuberance and Method for preparing the same}

본 발명은 돌기를 가진 은 나노선 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a silver nanowire having a projection and a method for producing the same.

근래, 박막형 TV의 수요가 높아짐에 따라 액정 플라즈마(plasma), 유기 전계발광(유기 EL), 필드 에미션(field emission) 등의 디스플레이(display)의 개발이 이루어지고 있다.In recent years, as the demand for thin-film TVs increases, development of displays such as liquid crystal plasma, organic electroluminescence (organic EL), field emission, and the like has been made.

상기한 디스플레이 뿐만 아니라 다른 형태의 디스플레이(display)에 있어서도 투명 전극은 필수적인 부재로 적용되고 있다. 이외에도 터치 패널(touch panel)이나 휴대 전화, 전자종이, 태양전지, 전계발광소자에 있어서도 투명 전극은 빼놓을 수 없는 필수적인 부재로 적용되고 있다.In addition to the above-described display, the transparent electrode is applied as an essential member in other forms of display. In addition to the touch panel, a mobile phone, an electronic paper, a solar cell, and an electroluminescent element, the transparent electrode is applied as an essential member that cannot be omitted.

다양한 투명 전극이 알려져 있지만, 특히 ITO(산화 인듐 주석)은 투광성과 도전성과의 밸런스(balance)가 좋고 산 용액을 이용한 습식 에칭(wet etching)에 의한 미세한 전극 패턴(pattern) 형성이 용이하여 각종 광전자공학용의 투명 전극으로 사용되고 있다.Although various transparent electrodes are known, in particular, ITO (Indium Tin Oxide) has a good balance between light transmittance and conductivity, and is easy to form fine electrode patterns by wet etching using an acid solution. It is used as a transparent electrode for engineering purposes.

그러나, ITO 등에 대표되는 도전성 산화물은 스퍼터링(spattering)법 등의 진공 공정에 의하여 기재 표면에 투명 도전막을 형성한다. 이러한 산화물 투명 도전막은 스퍼터링(spattering)법 등의 진공 공정으로 형성되므로, 고가의 설비를 필요하고 연속 생산이 어렵다. However, the conductive oxide represented by ITO or the like forms a transparent conductive film on the surface of the substrate by a vacuum process such as a sputtering method. Since the oxide transparent conductive film is formed by a vacuum process such as a sputtering method, expensive equipment is required and continuous production is difficult.

이러한 문제를 해결하기 위해, 도전성 산화물이나 전도성 고분자를 함유하는 조성물을 도포하는 것으로 투명 도전막을 형성하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이러한 방법에서는 충분한 도전성을 얻는 것이 어렵고, 특별히 터치 스크린, 유기 EL 소자, 태양전지에 적용시에 성능이 떨어지는 문제점이 있다.In order to solve such a problem, the method of forming a transparent conductive film is proposed by apply | coating the composition containing a conductive oxide and a conductive polymer. However, in such a method, it is difficult to obtain sufficient conductivity, and there is a problem in that performance is particularly poor when applied to a touch screen, an organic EL element, or a solar cell.

다른 투명 전극으로는, 플라즈마 디스플레이(plasma display)의 전자파 차폐막으로 대표되는 금속 패턴(pattern)에 의하여 메시(mesh) 구조를 형성한 투명 전극을 예로 들 수 있으며, 또 금속 나노선(nanowire) 또는 금속 나노구조체를 이용한 미세 메시(mesh)로 되는 투명 전극이 사용될 수 있다.As another transparent electrode, the transparent electrode which formed the mesh structure by the metal pattern represented by the electromagnetic shielding film of a plasma display is mentioned, for example, and it is a metal nanowire or a metal. A transparent electrode made of a fine mesh using a nanostructure may be used.

종래, 금속 나노선(nanowire)의 제조 방법으로는 주로 템플릿(template) 방법이 사용되었다. 이러한 템플릿 방법은 카본나노튜브, 다공질의 실리카나 알루미나, 계면활성제 또는 블록 공중합체를 템플릿으로 하는 것이었지만, 모두 다수의 공정이나 수 십 시간에 이르는 반응 시간을 필요로 하는 복잡한 공정이다. 또한, 얻어지는 금속 나노선의 길이 및 두께가 불균일하고, 투명 도전막에 사용되기에는 부족한 단점을 가진다. 카본나노튜브를 이용한 템플릿 방법은 예를 들어 일본공개특허 제2004-269987호에 개시되어 있다.Conventionally, a template method has been mainly used as a method for manufacturing metal nanowires. These template methods were based on carbon nanotubes, porous silica or alumina, surfactants, or block copolymers, but all are complex processes requiring a large number of processes or reaction times of several tens of hours. In addition, the length and thickness of the metal nanowires obtained are nonuniform and have disadvantages that are insufficient for use in the transparent conductive film. A template method using carbon nanotubes is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-269987.

템플릿 방법 이외에도 전자선 조사 방법(예를 들어 일본공개특허 제2002-67000호 참조)이나, 자외선 조사 방법(예를 들어 일본공개특허 2007-239055호)이 제안되어 있지만 이러한 방법은 조작이 번거로울 뿐만 아니라 비용적으로 불리하고 불균일한 형태 및 두께를 가지고 있어 고 투광성을 요구하는 투명 전극으로 사용하기 어렵다.In addition to the template method, an electron beam irradiation method (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-67000) and an ultraviolet irradiation method (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-239055) have been proposed. As it is disadvantageous and has a non-uniform shape and thickness, it is difficult to use a transparent electrode requiring high light transmittance.

근래, 조작이 간단한 화학 환원법에 의해 금속 나노선을 제조하는 방법이 연구되고 있으며, 그 중에서도 폴리올 방법이 왕성히 연구되고 있다.In recent years, the method of manufacturing a metal nanowire by the chemical reduction method which is simple in operation is researched, and the polyol method is especially actively researched especially.

"폴리올 공정(polyol process)" 또는 "폴리올 방법(polyol method)"로 불리우는 방법에 의한 은 나노구조체의 제법은 예를 들어 Wiley et al.에 의해 문헌에 공지되어 있다[참조예: Wiley et al., Shape-Controlled Synthesis of Metal Nanostructures The case of Silver, Chem. Eur. J., 11:454-463 (2005) 및 Wiley et al., Polyol Synthesis of Silver Nanoparticles: Use of Chloride and Oxygen to Promote the Formation of Single-Crystal, Truncated Cubes and Tetrahedrons, Nano Letters, 4(9): 1733-1739 (2004)]. 또한 The preparation of silver nanostructures by a method called "polyol process" or "polyol method" is known in the literature, for example by Wiley et al. , Shape-Controlled Synthesis of Metal Nanostructures The case of Silver, Chem. Eur. J. , 11: 454-463 (2005) and Wiley et al., Polyol Synthesis of Silver Nanoparticles: Use of Chloride and Oxygen to Promote the Formation of Single-Crystal, Truncated Cubes and Tetrahedrons, Nano Letters , 4 (9): 1733-1739 (2004). Also

일반적으로, 폴리올 공정은 용액 기판 방법(solution-based method)이다. 초창기 문헌에 따르면, 폴리올 용매에 은 화합물을 혼합함으로써 은 함유 용액이 생성된다. 여기서, 은 화합물은 질산은(AgNO3)과 같은 무기 염 또는 실버 아세테이트(silver acetate)와 같은 유기 염일 수 있다. 은 화합물은 폴리올 방법에 의해 은 금속으로 환원된다. 이러한 은 금속이 은 나노구조체를 형성하는 은 금속인 것이다[참고문헌: Ducamp-Sanguesa et al., Synthesis and Characterization of Fine and Monodisperse Silver Particles of Uniform Shape, Journal of Solid State Chemistry, 100: 272-280 (1992)]. 전형적인 폴리올 합성 시, (나노구조체를 형성하는 금속을 생성시키는) 은 원자는 하기의 반응식 1 및 2와 같이 에틸렌 글리콜(EG)로 AgNO3를 환원시킴으로써 수득된다:In general, the polyol process is a solution-based method. According to early literature, silver containing solutions are produced by mixing silver compounds with polyol solvents. Here, the silver compound may be an inorganic salt such as silver nitrate (AgNO 3 ) or an organic salt such as silver acetate. The silver compound is reduced to silver metal by the polyol method. These silver metals are silver metals that form silver nanostructures [Ref. Ducamp-Sanguesa et al., Synthesis and Characterization of Fine and Monodisperse Silver Particles of Uniform Shape, Journal of Solid State Chemistry , 100: 272-280 ( 1992). In typical polyol synthesis, silver atoms (which produce metals that form nanostructures) are obtained by reducing AgNO 3 with ethylene glycol (EG), as shown in Schemes 1 and 2 below:

반응식 1Scheme 1

2HOCH2CH2OH→2CH3CHO+2H2O2HOCH 2 CH 2 OH → 2CH 3 CHO + 2H 2 O

반응식 2Scheme 2

2Ag++2CH3CHO→CH3CHO?OHCCH3+2Ag+2H+ 2Ag + + 2CH 3 CHO → CH 3 CHO? OHCCH 3 + 2Ag + 2H +

일반적으로, 폴리올은 은 화합물에 대한 용매 뿐만 아니라 반응 용매로도 이용된다. 초창기 문헌에 따르면, 폴리올은 은 화합물을 은 금속으로 환원시키는 환원제로도 사용된다. 은의 생성은 (온도와 함께 증가하는) 은(I) 환원 속도에 의해 조절된다[참고문헌: Ducamp-Sanguesa et al., Journal of Solid State Chemistry, 100: 272-280 (1992) at page 274, col. 2]. 이와 같이, 반응이 폴리(비닐피롤리돈)(PVP)의 존재 하에 주위 온도에서 일어나는 것으로 알려져 있음에도 불구하고 폴리올 공정은 전형적으로 승온된 상태에서 수행된다[참고문헌: Carotenuto et al., Eur. Phys. J. B, 16: 11-17 (2000) at page 12, col. 2 and US Published Patent Application No. US 2007/0034052 A1 to Vanheusden et al. published on Feb. 15, 2007 at paragraph 38]. In general, polyols are used not only as solvents for silver compounds but also as reaction solvents. According to early literature, polyols are also used as reducing agents to reduce silver compounds to silver metals. The production of silver is controlled by the rate of silver (I) reduction (increasing with temperature) [Ducamp-Sanguesa et al., Journal of Solid State Chemistry , 100: 272-280 (1992) at page 274, col . 2]. As such, the polyol process is typically performed at elevated temperatures, although the reaction is known to occur at ambient temperature in the presence of poly (vinylpyrrolidone) (PVP). Carotenuto et al., Eur. Phys. J. B , 16: 11-17 (2000) at page 12, col. 2 and US Published Patent Application No. US 2007/0034052 A1 to Vanheusden et al. published on Feb. 15, 2007 at paragraph 38].

초창기 실험에서, 폴리올 방법은 은 화합물을 폴리올과 혼합하고 가열[참고문헌: 미국특허 4,539,041호]하거나 은 화합물을 폴리올에 용해시키고 그 용액을 가열된 폴리올의 일부와 혼합[참고문헌: Ducamp-Sanguesa et al., Journal of Solid State Chemistry, 100: 272-280 (1992)]함으로써 수행되었다. 어느 경우이든, 합쳐진 반응물을 금속이 형성(금속성 침전물 또는 분말이 형성)될 때까지 가열하였다. 그런 다음, 여과하여 금속을 분리하였다.In early experiments, the polyol method involves mixing the silver compound with the polyol and heating it (US Pat. No. 4,539,041) or dissolving the silver compound in the polyol and mixing the solution with a portion of the heated polyol [Ducamp-Sanguesa et al. al., Journal of Solid State Chemistry , 100: 272-280 (1992). In either case, the combined reactants were heated until metals were formed (metallic precipitates or powders). Then, the metal was separated by filtration.

폴리올 방법의 초창기 실험에서 관찰된 하나의 문제는 금속 입자가 소결(sintering)(보다 큰 금속 입자로 응집)될 수 있다는 것이었다. 그러나, 폴리올 공정에서의 소결(큰 금속 입자로의 응집) 현상이 유기 보호제(organic protecting agent)의 사용에 의해 최소화되거나 억제될 수 있다는 것이 밝혔졌다[참고문헌: Ducamp-Sanguesa et al., Journal of Solid State Chemistry, 100: 272-280 (1992) at page 275, col. 2]. 이러한 유기 보호제로는 통상적으로 폴리비닐피롤리돈(PVP)이 사용된다.One problem observed in the early experiments of the polyol method was that metal particles could sinter (aggregate into larger metal particles). However, it has been found that the phenomenon of sintering (agglomeration into large metal particles) in the polyol process can be minimized or inhibited by the use of organic protecting agents [Ducamp-Sanguesa et al., Journal of Solid State Chemistry , 100: 272-280 (1992) at page 275, col. 2]. As such an organic protecting agent, polyvinylpyrrolidone (PVP) is usually used.

또한, 미국 공개특허 US2008/0003130에서는 할로겐화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리올 방법을 통한 다양한 형태의 은 나노입자를 합성하는 방법에 관하여 개시하고 있으나, 이는 주로 단결정 형태의 입자를 만드는 방법에 국한되며 고 투광성을 요구하는 투명 전극용 나노선을 만드는 데는 적합하지 않은 단점이 있다. In addition, US Patent Publication No. 2008/0003130 discloses a method for synthesizing silver nanoparticles of various forms through a polyol method characterized in that it comprises a halogen compound, which is mainly limited to the production of particles of a single crystal form. There is a disadvantage that it is not suitable for making nanowires for transparent electrodes requiring high light transmittance.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 예를 들어 도전성 투명 전극 등에 사용될 수 있는 신규한 구조의 은 나노선을 제공하는 데에 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a silver nanowire of a novel structure that can be used, for example, a conductive transparent electrode.

본 발명의 다른 목적은 재현성이 보장되며 부수하여 생성되는 금속 입자의 생성율을 낮춰 은 나노선의 수율이 높은 은 나노선 및/또는 돌기를 가진 은 나노선을 제조하는 방법을 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing silver nanowires having high yields of silver nanowires and / or protrusions by reducing the production rate of metal particles generated by incidentality and ensuring reproducibility.

상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 은 성분의 돌기를 가진 은 나노선을 제공한다. 본 발명에 따른 돌기를 가진 은 나노선은 예를 들어 적어도 1㎛ 내지 50㎛의 은 나노선과 직경이 5nm 내지 100nm 범위의 돌기를 포함한다. 은 나노선의 표면에 생긴 돌기는 추가적인 반응에 의해 100nm 이상의 직경을 가질 수 있다. 이러한 돌기는 은 나노선의 끝단에 적어도 1개 및/또는 은 나노선의 표면에 복수개로 형성될 수 있다(도 12 참조). 본 발명에 따른 돌기를 가진 은 나노선은 상기한 바와 같은 예시적인 설명에만 한정되는 것은 아니며, 추가적인 공정에 의해 형성된 다양한 형태의 돌기 부분도 포함하는 것으로 이해되어야 한다(실시예 7 및 8 참조).In order to achieve the above and other objects, the present invention provides a silver nanowire having a projection of a silver component. Silver nanowires with protrusions according to the invention comprise, for example, silver nanowires of at least 1 μm to 50 μm and protrusions in the range of 5 nm to 100 nm in diameter. The protrusions formed on the surface of the silver nanowire may have a diameter of 100 nm or more by an additional reaction. Such protrusions may be formed in at least one end of the silver nanowire and / or a plurality of protrusions on the surface of the silver nanowire (see FIG. 12). The silver nanowires with protrusions according to the present invention are not limited to the exemplary description as described above, but should be understood to also include various types of protrusion portions formed by additional processes (see Examples 7 and 8).

상기한 바와 같은 돌기를 가진 은 나노선은 본 발명의 방법에 의해 제조되며, 이러한 본 발명에 따른 방법은,Silver nanowires having the projections as described above are prepared by the method of the present invention, such a method according to the present invention,

(a) 폴리올, 필요에 따른 분산안정제, 은 전구체, 브뢴스테드산 및 할로겐 이온 공여체를 가열 반응하는 단계;(a) heating the polyol, optionally a dispersion stabilizer, a silver precursor, Bronsted acid and a halogen ion donor;

(b) 상기 단계 (a)로부터의 가열 반응물을 급속 냉각시키는 단계를 포함한다.(b) rapid cooling the heating reactant from step (a).

상기 단계 (a)에서, 폴리올(polyol)은 (은 전구체로부터의) 은 화합물을 은 금속으로 환원시키는 역할을 한다. 본 발명에서 사용되는 폴리올은 은 전구체를 용해시키기 위한 용매로서의 역할과 함께 은 화합물을 은 금속으로 환원시키는 역할을 동시에 수행한다(폴리올 공정). 폴리올은 분자중에 수산기(-OH)를 2개 이상 갖는 다관능 알코올로서, 크게 에테르폴리올과 에스테르폴리올로 구분된다. 에테르폴리올은 활성화수소(-OH, NH2)를 2개 이상 가진 개시제에 산화프로필렌(PO) 또는 산화에틸렌(EO)을 부가시켜 제조되며 에스테르폴리올은 다가산에 2가 이상의 다관능기 알코올을 탈수 중합시켜 제조될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 폴리올에는 2개 이상의 수산기를 가진 글리콜과 디올이 포함되며, 그 밖에 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌글리콜을 에테르화한 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 그리고 3개의 수산기를 가진 글리세롤, 4개의 수산기를 가진 펜타에리트리톨이 포함되며, 이들로 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서는 특히 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 글리세롤, 폴리에틸렌글리콜이 바람직하게 사용된다. In step (a), the polyol serves to reduce the silver compound (from the silver precursor) to the silver metal. The polyol used in the present invention simultaneously serves as a solvent for dissolving the silver precursor and serves to reduce the silver compound to silver metal (polyol process). Polyols are polyfunctional alcohols having two or more hydroxyl groups (-OH) in the molecule, and are largely divided into ether polyols and ester polyols. Etherpolyols are prepared by adding propylene oxide (PO) or ethylene oxide (EO) to an initiator with two or more activated hydrogens (-OH, NH 2 ), and ester polyols are dehydration polymerized dihydric or polyfunctional alcohols on polyacids. Can be prepared. Polyols used in the present invention include glycols and diols having two or more hydroxyl groups, in addition to ethylene glycol or diethylene glycol etherified propylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol and glycerol having three hydroxyl groups, 4 Pentaerythritol having two hydroxyl groups, including, but not limited to. In the present invention, ethylene glycol, propanediol, butanediol, pentanediol, hexanediol, glycerol and polyethylene glycol are particularly preferably used.

본 발명에서는 필요에 따라 분산안정제가 사용된다. 이러한 분산안정제로서는 특별한 제한은 없으며, 특히 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드), 녹말 등의 수용성 고분자가 적합하게 사용된다.In the present invention, a dispersion stabilizer is used as necessary. There is no restriction | limiting in particular as such a dispersion stabilizer, Especially water-soluble polymers, such as polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyacrylic acid, poly (diallyldimethylammonium chloride), starch, are used suitably.

본 발명에서는 은 전구체로서 질산은, 실버아세테이트, 염화은, 브롬화은, 요오드화은 및 불소화은이 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 은 전구체로서 질산은이 사용된다.In the present invention, silver nitrate, silver acetate, silver chloride, silver bromide, silver iodide and silver fluoride may be used as the silver precursor. In an embodiment of the present invention, silver nitrate is used as the silver precursor.

본 발명에서는 H+ 이온을 생성시킬 수 있는 산으로서 특히 브뢴스테드산이 사용된다. 본 발명의 실시예에서는 H+ 이온을 생성시킬 수 있는 산으로 질산(HNO3)만이 제시되어 있으나, 본 명세서를 숙지한 당업자라면 H+ 이온을 생성시킬 수 있는 다양한 브뢴스테드산을 고려할 수 있을 것이다. In the present invention, particularly, brested acid is used as an acid capable of generating H + ions. In the examples of the present invention, only nitric acid (HNO 3 ) is shown as an acid capable of generating H + ions, but those skilled in the art will be able to consider various Bronsted acids capable of generating H + ions. will be.

또한, 본 발명에서는 할로겐 이온을 공여할 수 있는 할로겐 이온 공여체가 사용된다. 이러한 할로겐 이온 공여체의 대표적인 비제한적인 예로는 NaCl, NaBr, KCl, KBr, NH4Cl, ZnCl2 가 언급될 수 있다. 이러한 할로겐 이온 공여체는 단독으로도 사용될 수 있지만 2종 이상의 할로겐 이온 공여체가 혼합되어 사용될 수도 있다. In addition, in the present invention, a halogen ion donor capable of donating a halogen ion is used. Representative non-limiting examples of such halogen ion donors may be mentioned NaCl, NaBr, KCl, KBr, NH 4 Cl, ZnCl 2 . These halogen ion donors may be used alone, but two or more halogen ion donors may be mixed and used.

또한, 본 발명에서는, 상기 단계 (a)에서, 폴리올 100중량부에 대하여, 상기 분산 안정제는 0.1 내지 20중량부, 상기 은 전구체는 0.1 내지 10중량부, 상기 브뢴스테드산은 0.00001내지 0.1중량부, 상기 할로겐 이온 공여체는 0.001 내지 5중량부의 양으로 사용된다.Further, in the present invention, in the step (a), with respect to 100 parts by weight of the polyol, the dispersion stabilizer is 0.1 to 20 parts by weight, the silver precursor is 0.1 to 10 parts by weight, the Bronsted acid is 0.00001 to 0.1 parts by weight The halogen ion donor is used in an amount of 0.001 to 5 parts by weight.

상기 분산 안정제가 0.1 중량부 미만일때는 생성된 은 나노 입자를 충분히 안정화 하지 못하여 균일한 은 나노 입자를 형성 할 수 없으며 20 중량부 초과일때는 상기 폴리올에 다 용해 시킬 수 없으며 점도가 너무 높아 공정이 어려운 단점이 있으며, 생성되는 나노입자의 성장이 지연되어 무정형의 입자 형태의 나노 입자가 형성된다.When the dispersion stabilizer is less than 0.1 part by weight, the produced silver nanoparticles may not be sufficiently stabilized to form uniform silver nanoparticles, and when the dispersion stabilizer is more than 20 parts by weight, the polyol may not be completely dissolved in the polyol and the viscosity is too high, making the process difficult. There is a disadvantage, the growth of the resulting nanoparticles is delayed to form nanoparticles in the form of amorphous particles.

상기 은 전구체가 0.1 중량부 미만일때는 생성되는 은 나노입자의 개수가 적어 공정 수율이 낮은 단점이 있고, 10 중량부 초과일때는 생성되는 은 나노선의 두께가 두껍고 다양한 형태의 나노입자와 섞여 있어 은나노선의 수율이 저하되는 단점이 있다. When the silver precursor is less than 0.1 parts by weight, the number of silver nanoparticles produced is low, resulting in low process yield. When the silver precursor is more than 10 parts by weight, the silver nanowires are thick and mixed with various types of nanoparticles. There is a disadvantage that the yield is lowered.

상기 브뢴스테드산이 0.00001 중량부 미만일때는 무정형의 은 나노 입자가 형성되고 0.1 중량부 초과일때는 무정형의 입자가 섞여 있어 수율이 저하되는 단점이 있다.When the Bronsted acid is less than 0.00001 parts by weight, amorphous silver nanoparticles are formed, and when the amount is greater than 0.1 parts by weight, amorphous particles are mixed, resulting in a lowered yield.

상기 할로겐 이온 공여체가 0.001 중량부 미만일때는 입자 형태의 은 나노 입자가 섞여 있어 은나노선의 수율이 저하되는 단점이 있고, 5 중량부 초과 일때는 무정형의 입자 및 두꺼운 형태의 은 나노선이 섞여 있어 수율이 저하되는 단점이 있다.When the halogen ion donor is less than 0.001 parts by weight, silver nanoparticles in the form of particles are mixed, so that the yield of silver nanowires is lowered. When the halogen ion donor is more than 5 parts by weight, amorphous particles and thick silver nanowires are mixed in the yield. There is a disadvantage of deterioration.

또한, 상기 단계 (a)에서의 가열은 100℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 수행된다.In addition, the heating in step (a) is carried out in a temperature range of 100 ℃ to 200 ℃.

상기 단계 (b)에서의 급속 냉각은 600nm 파장에서의 은 나노선의 흡광 계수 / 600nm 파장에서의 은 나노 입자의 흡광 계수가 1 내지 5 사이의 값을 가질 때 수행되며, 이에 대해서는 후술된다. 이때 급속 냉각 방식으로는 다양하게 고려될 수 있으며, 쉽게는 예를 들어 얼음물 또는 에탄올 용매에 의해 수행될 수 있다.Rapid cooling in the step (b) is carried out when the absorption coefficient of the silver nanowire at 600nm wavelength / the absorption coefficient of the silver nanoparticles at 600nm wavelength has a value between 1 and 5, which will be described later. In this case, the rapid cooling method may be variously considered, and may be easily performed by, for example, ice water or ethanol solvent.

본 발명의 실시예에서 사용되는 용액은 하기와 같이 용액 I과 용액 II를 따로 제조한 후 혼합하여 얻을 수도 있고, 용액 I과 용액 II의 구분 없이 한꺼번에 제조할 수도 있다. 하기에서는 용액 I과 용액 II를 따로 제조한 후 제조하는 일반 방법만이 설명되어 있으나, 본 발명이 이러한 일반 방법에만 한정되어 해석되어서는 안될 것이다.The solution used in the embodiment of the present invention may be obtained by separately preparing a solution I and a solution II as follows, or may be prepared all at once without dividing the solution I and solution II. In the following, only the general method for preparing the solution I and the solution II and then preparing the solution is described, but the present invention should not be construed as being limited to this general method.

용액 I의 제조Preparation of Solution I

폴리올에 분산 안정제를 첨가한 후 분산 안정제가 완전히 용해될 때까지 교반하여 용액 I을 제조한다.Solution I is prepared by adding the dispersion stabilizer to the polyol and then stirring until the dispersion stabilizer is completely dissolved.

용액 II의 제조Preparation of Solution II

폴리올에 은 전구체를 넣고 은 전구체가 완전히 용해될 때까지 교반하여 용액 II를 제조한다. 이때 사용되는 폴리올은 은 화합물을 용해시키는 용매로서의 역할과 은 화합물을 은으로 환원시키는 역할을 한다. Solution II is prepared by adding a silver precursor to the polyol and stirring until the silver precursor is completely dissolved. The polyol used at this time serves as a solvent for dissolving the silver compound and serves to reduce the silver compound to silver.

돌기를 가진 은 나노선의 제조Preparation of Silver Nanowires with Projections

상기 제조한 용액 I과 용액 II를 혼합한 후 브뢴스테드산(예, HNO3)을 첨가한다. 이후, 생성된 혼합물을 100℃ 내지 200℃, 바람직하게는 130℃ 내지 190℃의 온도 범위에서 일정 시간 동안(예를 들어, 5분~20분) 반응시킨 후 여기에 할로겐 이온 공여체를 첨가한 후 반응을 추가로 진행시킨다. 이때, 할로겐 이온 공여체에 의한 반응 시간은 10분 이상, 바람직하게는 15분 내지 30분 정도가 적당하다. 여기서, 브뢴스테드산과 할로겐 이온 공여체를 첨가하는 순서는 바뀌어도 무방하다. 그런 다음, 얼음물과 같은 냉각 수단에 의해 생성된 반응물을 급속 냉각시킨다. 본 발명에서 브뢴스테드산과 할로겐 이온 공여체에 의해 추가로 반응을 진행시킨 것은 용액 중에 미반응된 Ag 이온 및 Ag 원자가 남아 있도록 하기 위함이며, 이후 반응 온도를 떨어뜨린 것은 반응 용액 중에 생성된 은 나노선의 표면에 작은 은 나노선이 생성되게 하기 위함이다. 즉, 높은 온도에서는 오스트발트 라이프닝(ostwalt ripening) 효과에 의해, 열역학적으로 더 안정한 큰 은 나노선이 작은 은 입자를 소진하면서 성장이 일어나게 된다. 이때 순간적으로 반응 온도를 떨어뜨림으로써 반응 속도를 줄이게 되면 은 나노선의 성장이 느려지게 되고 용액 중에 남아 있는 미반응된 은 이온 및 은 원자는 은 나노선 표면에서 2차 성장이 일어나게 된다.After mixing the prepared solution I and solution II, Bronsted acid (eg HNO 3 ) is added. Thereafter, the resulting mixture is reacted at a temperature range of 100 ° C. to 200 ° C., preferably 130 ° C. to 190 ° C. for a predetermined time (eg, 5 minutes to 20 minutes), and then a halogen ion donor is added thereto. The reaction proceeds further. At this time, the reaction time by the halogen ion donor is suitable for 10 minutes or more, preferably 15 to 30 minutes. Here, the order of adding Bronsted acid and a halogen ion donor may change. The reactants produced by cooling means such as ice water are then rapidly cooled. In the present invention, the reaction was further progressed by Bronsted acid and the halogen ion donor so that unreacted Ag ions and Ag atoms remain in the solution, and the lowering of the reaction temperature was then performed by the silver nanowires produced in the reaction solution. This is to create small silver nanowires on the surface. That is, at high temperatures, the ostwalt ripening effect causes the growth of the large silver nanowires, which are more thermodynamically stable, consume the smaller silver particles. At this time, if the reaction rate is reduced by dropping the reaction temperature, the growth of the silver nanowires is slowed, and the unreacted silver ions and silver atoms remaining in the solution may undergo secondary growth on the surface of the silver nanowires.

600nm에서 은 나노 선의 흡광 계수 / 600nm 에서 은 나노 입자의 흡광 계수는 ~ 1 이고, 반응이 종결되면 600nm에서 은 나노 선의 흡광 계수/ 600nm 에서 은 나노 입자의 흡광 계수는 ~ 10 정도 값, 바람직하게는 ~5, 보다 바람직하게는 ~4 정도의 값을 보인다.Absorption coefficient of silver nanowires at 600 nm / absorbance coefficient of silver nanoparticles at 600 nm is ~ 1, the extinction coefficient of silver nanowires at 600 nm / absorption coefficient of silver nanoparticles at 600 nm when the reaction is complete, preferably ~ 10 value, preferably -5, More preferably, the value of about -4 is shown.

돌기를 가진 은 나노선을 합성하기 위해서는 600nm 에서 은 나노 선의 흡광 계수 / 600nm 에서 은 나노 입자의 흡광 계수가 1 내지 10, 보다 바람직하게는 1 내지 5, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 4 사이의 값을 가질 때 반응 속도를 떨어뜨리면 얻을 수 있다.In order to synthesize the silver nanowires having protrusions, the absorption coefficient of silver nanowires at 600 nm / the absorption coefficient of silver nanoparticles at 600 nm is 1 to 10, more preferably 1 to 5, even more preferably 1 to 4 values. It can be obtained by slowing down the reaction rate when

또한, 상기 돌기를 가지는 은 나노선의 돌기의 크기를 제어하기 위해서 상기 단계 (b) 이후에, (c) 상기 단계 (b)로부터 급속 냉각된 반응물에 은 전구체를 주입하여 추가반응을 시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after the step (b) to control the size of the projections of the silver nanowire having the projections, (c) injecting a silver precursor to the reactant rapidly cooled from the step (b) to further react. It may include.

상기 단계 (c)에서 추가 반응은 0 oC 내지 200 oC에서 수행 할 수 있다. 상기 단계 (b)에서 급속 냉각된 반응물에는 환원제 성분이 남아 있어 반응 온도에 관계 없이 은 전구체의 환원이 일어나며 특별히 반응 속도를 증가시키기 위하여 상기 반응물의 온도를 올릴 수 있다. 또한, 외부에서 환원제를 추가로 도입하여 환원 반응을 유도할 수 있다. The further reaction in step (c) may be carried out at 0 o C to 200 o C. Reducing agent component remains in the reactant rapidly cooled in the step (b) to reduce the silver precursor irrespective of the reaction temperature and can increase the temperature of the reactant in order to specifically increase the reaction rate. In addition, a reducing agent may be additionally introduced from the outside to induce a reduction reaction.

본 발명에 따른 방법에 의하면, 재현성이 우수하며, 은 나노선을 선택적으로성장 시킬 수 있어 생성되는 은 나노선의 수율이 매우 높은 장점이 있다. According to the method according to the present invention, the reproducibility is excellent, and the silver nanowires can be selectively grown, so that the yield of the silver nanowires produced is very high.

또한, 본 발명에 따른 은 나노선은 전도성 및 투광성이 우수하여 투명 전극으로 사용이 가능하다. In addition, the silver nanowire according to the present invention can be used as a transparent electrode because of excellent conductivity and light transmittance.

더욱이, 은 돌기에 의한 흡수가 따로 일어나므로, 돌기에 특정 물질과 반응할 수 있는 (예를 들면, 항원 항체 반응) 물질을 붙여 바이오 센서로 응용 가능하다. (돌기를 가지는 은 나노선 센서)Moreover, since absorption by silver protrusion occurs separately, it is possible to apply a biosensor by attaching a substance capable of reacting with a specific substance on the protrusion (for example, an antigen antibody reaction). (Silver nanowire sensor with protrusion)

또한, 돌기에 의한 은 나노선간 접촉 개선 및 은 나노선간 미끄럼 방지가 되어 은 나노선간 얽힘을 개선할 수 있으며, 은 나노선간 저항을 줄일 수 있을 것으로 기대된다. In addition, the silver nanowire contact by the protrusion and the anti-slip between the silver nanowires can be improved to improve the entanglement between the silver nanowires, it is expected that the silver nanowire resistance can be reduced.

도 1은 실시예 1을 통해 제조된 은 나노선의 주사전자현미경사진이다.
도 2는 실시예 2를 통해 제조된 은 나노선의 주사전자현미경사진이다.
도 3은 실시예 3을 통해 제조된 은 나노선의 주사전자현미경사진이다.
도 4는 실시예 4를 통해 제조된 은 나노선의 주사전자현미경사진이다.
도 5는 실시예 7을 통해 제조된 은 나노선의 주사전자현미경사진이다.
도 6은 실시예 8을 통해 제조된 은 나노선의 주사전자현미경사진이다.
도 7은 비교예 1을 통해 제조된 돌기를 가진 은 나노선의 주사전자현미경사진이다.
도 8은 비교예 2를 통해 제조된 돌기를 가진 은 나노선의 주사전자현미경사진이다.
도 9는 비교예 3을 통해 제조된 은 나노선의 주사전자현미경사진이다.
도 10은 비교예 4를 통해 제조된 은 나노선의 주사현미경사진이다.
도 11은 실시예 7의 반응 시간에 따른 은 나노 입자의 정규화된 흡광 스펙트럼을 나타낸다.
도 12는 본 발명에 따른 은 성분의 돌기를 가진 은 나노선의 하나의 예를 도해하는 도면이다.
1 is a scanning electron micrograph of silver nanowires prepared in Example 1. FIG.
Figure 2 is a scanning electron micrograph of the silver nanowires prepared in Example 2.
Figure 3 is a scanning electron micrograph of the silver nanowires prepared in Example 3.
Figure 4 is a scanning electron micrograph of the silver nanowires prepared in Example 4.
FIG. 5 is a scanning electron micrograph of silver nanowires prepared in Example 7. FIG.
Figure 6 is a scanning electron micrograph of the silver nanowires prepared in Example 8.
FIG. 7 is a scanning electron micrograph of silver nanowires having protrusions prepared in Comparative Example 1. FIG.
8 is a scanning electron micrograph of silver nanowires having protrusions prepared in Comparative Example 2. FIG.
9 is a scanning electron micrograph of silver nanowires prepared through Comparative Example 3. FIG.
10 is a scanning microscope picture of silver nanowires prepared through Comparative Example 4. FIG.
FIG. 11 shows normalized absorbance spectra of silver nanoparticles according to the reaction time of Example 7.
12 is a diagram illustrating one example of silver nanowires having projections of a silver component according to the present invention.

이하, 본 발명은 하기의 실시예로 보다 상세하게 설명된다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 하기 실시예 및 비교예는 동일한 방법으로 5회 이상 수행한 것이며, 표 1에 수록되어 있는 데이터는 5회 이상 수행한 실시예와 비교예의 최소치와 최대치로의 범위를 기재한 것이다. 또한, 평균치는 표 1에 수록되어 있는 최소치와 최대치의 평균값으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the present invention is described in more detail by the following examples. The following examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited to the following examples. The following examples and comparative examples were performed five times or more in the same manner, and the data listed in Table 1 describes the ranges of the minimum and maximum values of the examples and comparative examples performed five or more times. In addition, the average value should be understood as the average value of the minimum and maximum values listed in Table 1.

실시예 1Example 1

200mL 용량의 둥근 바닥 플라스크에 100mL의 에틸렌글리콜 (폴리올 중의 한 용매)을 넣고, 폴리비닐피롤리돈 (분산 안정제) 14g을 첨가한 후 상온에서 폴리비닐피롤리돈이 완전히 용해될 때까지 교반하여 "용액 I"을 제조하였다. 또한, 200mL의 둥근 바닥 플라스크에 100mL의 에틸렌글리콜을 넣고, 질산은(AgNO3) 6g을 첨가한 후 상온에서 질산은이 완전히 용해될 때까지 교반하여 "용액 II"를 제조하였다. 그런 다음, 교반기가 있는 1L 용량의 둥근 바닥 플라스크에 용액 I과 용액 II를 넣은 후, 상온에서 질산 0.1g을 첨가하였다. (질산은 160℃의 오일배쓰에 반응기를 담근 후에 넣어도 상관없음) 이후, 반응기를 160℃로 미리 세팅되어 있는 오일 배쓰에 담근 후, 교반을 시작하였다. 10 분 후, 염화나트륨 0.1g을 상기 반응기에 첨가한 후, 50분간 추가로 반응을 진행하여 은 나노선을 제조하였다. 이때, 염화나트륨과 질산의 넣는 순서는 바뀌어도 상관없다. 본 실시예에서는 용액 I과 용액 II를 구분하여 수행하였지만, 용액 I과 용액 II의 구분 없이 한꺼번에 수행하여도 무방하다. 그 결과는 하기 표 1 및 도 1에 제시하였다.Put 100 mL of ethylene glycol (one solvent in polyol) into a 200 mL round bottom flask, add 14 g of polyvinylpyrrolidone (dispersion stabilizer), and stir until the polyvinylpyrrolidone is completely dissolved at room temperature. Solution I "was prepared. In addition, 100 mL of ethylene glycol was added to a 200 mL round bottom flask, 6 g of silver nitrate (AgNO 3 ) was added, followed by stirring until the silver nitrate was completely dissolved at room temperature to prepare " Solution II ". Then, I and II were added to a 1 L round bottom flask with a stirrer, and then 0.1 g of nitric acid was added at room temperature. (The nitric acid may be added after dipping the reactor in an oil bath of 160 ° C.) Then, the reactor was immersed in an oil bath preset to 160 ° C., and then stirring was started. After 10 minutes, 0.1 g of sodium chloride was added to the reactor, followed by further reaction for 50 minutes to prepare silver nanowires. At this time, the order of adding sodium chloride and nitric acid may be changed. In this embodiment, solution I and solution II were performed separately, but may be performed all at once without separation between solution I and solution II. The results are shown in Table 1 below and FIG. 1.

실시예 2Example 2

염화나트륨의 사용량을 0.1g에서 0.01g으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 은 나노선을 제조하였다. 그 결과는 하기 표 1 및 도 2에 제시하였다.Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of sodium chloride was changed from 0.1 g to 0.01 g. The results are shown in Table 1 below and FIG. 2.

실시예 3Example 3

질산의 사용량을 0.1g에서 0.01g으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 은 나노선을 제조하였다. 그 결과는 하기 표 1 및 도 3에 제시하였다.Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of nitric acid was changed from 0.1 g to 0.01 g. The results are shown in Table 1 below and FIG. 3.

실시예 4Example 4

반응 온도를 160℃에서 140℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 은 나노선을 제조하였다. 그 결과는 하기 표 1 및 도 4에 제시하였다. Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature was changed from 160 ° C to 140 ° C. The results are shown in Table 1 below and FIG. 4.

실시예 5Example 5

반응 온도를 160℃에서 180℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 은 나노선을 제조하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature was changed from 160 ° C to 180 ° C. The results are shown in Table 1 below.

실시예 6Example 6

염화나트륨 0.1g 대신 염화암모늄 0.1g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 은 나노선을 제조하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.1 g of ammonium chloride was used instead of 0.1 g of sodium chloride. The results are shown in Table 1 below.

실시예 7Example 7

돌기를 가진 은 나노선의 제조Preparation of Silver Nanowires with Projections

200mL 용량의 둥근 바닥 플라스크에 100mL의 에틸렌글리콜 (폴리올 중의 한 용매)을 넣고, 폴리비닐피롤리돈 (분산 안정제) 7g을 첨가한 후 상온에서 폴리비닐피롤리돈이 완전히 용해될 때까지 교반하여 "용액 I"을 제조하였다. 또한, 200mL의 둥근 바닥 플라스크에 100mL의 에틸렌글리콜을 넣고, 질산은 3g을 첨가한 후 상온에서 질산은이 완전히 용해될 때까지 교반하여 "용액 II"를 제조하였다. 그런 다음, 교반기가 있는 1L 용량의 둥근 바닥 플라스크에 용액 I과 용액 II를 넣은 후, 상온에서 질산 0.1g을 첨가하였다. (질산은 160℃의 오일배쓰에 반응기를 담근 후에 넣어도 상관없음) 이후, 반응기를 160℃로 미리 세팅되어 있는 오일배쓰에 담근 후, 교반을 시작하였다. 10분 후, 염화나트륨 0.1g을 상기 반응기에 첨가한 후, 20분간 추가로 반응을 진행시킨 다음, 얼음물에 담궈 상온으로 냉각(에탄올과 같은 용매를 첨가하여 반응 온도를 순간적으로 떨어뜨릴 수도 있음)하여 은 나노선을 제조하였다. 이때, 염화나트륨과 질산의 넣는 순서는 바뀌어도 상관없다. 본 실시예에서 반응을 30분 동안 진행시킨 것(질산을 넣고 10분간 반응을 진행시킨 후 염화나트륨을 넣고 20분 추가로 반응을 진행시킨 것)은 용액 중에 미반응된 Ag 이온 및 Ag 원자가 남아 있도록 하기 위함이며, 이후 반응 온도를 떨어뜨린 것은 반응 용액 중에 생성된 은 나노선의 표면에 작은 은 나노선이 생성되게 하기 위함이다. 즉, 높은 온도에서는 오스트발트 라이프닝(ostwalt ripening) 효과에 의해, 열역학적으로 더 안정한 큰 은 나노선이 작은 은 입자를 소진하면서 성장이 일어나게 된다. 이때 순간적으로 반응 온도를 떨어뜨림으로써 반응 속도를 줄이게 되면 은 나노선의 성장이 느려지게 되고 용액 중에 남아 있는 미반응된 은 이온 및 은 원자는 은 나노선 표면에서 2차 성장이 일어나게 된다. 본 실시예에서는 용액 I과 용액 II를 구분하여 수행하였지만, 용액 I과 용액 II의 구분 없이 한꺼번에 수행하여도 무방하다. 그 결과는 하기 표 1 및 도 1에 제시하였다. 그 결과는 도 5에 제시하였다.Put 100 mL of ethylene glycol (one solvent in polyol) into a 200 mL round bottom flask, add 7 g of polyvinylpyrrolidone (dispersion stabilizer), and stir until the polyvinylpyrrolidone is completely dissolved at room temperature. Solution I "was prepared. In addition, 100 mL of ethylene glycol was added to a 200 mL round bottom flask, and 3 g of silver nitrate was added, followed by stirring until the silver nitrate was completely dissolved at room temperature to prepare " Solution II ". Then, I and II were added to a 1 L round bottom flask with a stirrer, and then 0.1 g of nitric acid was added at room temperature. (Nitric acid may be added after dipping the reactor in an oil bath of 160 ° C.) After that, the reactor was immersed in an oil bath preset to 160 ° C., and then stirring was started. After 10 minutes, 0.1 g of sodium chloride was added to the reactor, followed by further reaction for 20 minutes, and then immersed in iced water and cooled to room temperature (a solvent such as ethanol may be added to temporarily lower the reaction temperature). Silver nanowires were prepared. At this time, the order of adding sodium chloride and nitric acid may be changed. In this example, the reaction proceeded for 30 minutes (to proceed with the reaction for 10 minutes after adding nitric acid and sodium chloride for 20 minutes) to leave unreacted Ag ions and Ag atoms in the solution The lowering of the reaction temperature is to cause small silver nanowires to be generated on the surface of the silver nanowires generated in the reaction solution. That is, at high temperatures, the ostwalt ripening effect causes the growth of the large silver nanowires, which are more thermodynamically stable, consume the smaller silver particles. At this time, if the reaction rate is reduced by dropping the reaction temperature, the growth of the silver nanowires is slowed, and the unreacted silver ions and silver atoms remaining in the solution may undergo secondary growth on the surface of the silver nanowires. In this embodiment, solution I and solution II were performed separately, but may be performed all at once without separation between solution I and solution II. The results are shown in Table 1 below and FIG. 1. The results are shown in FIG.

실시예 8Example 8

돌기를 가진 은 나노선의 제조Preparation of Silver Nanowires with Projections

냉각 공정을 얼음물에 담그는 대신 200mL의 에탄올을 첨가하여 수행한 것을 제외하고는 실시예 7의 방법과 동일한 방법으로 은 나노선을 제조하였다. 그 결과는 도 6에 제시하였다. Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 7, except that the cooling process was performed by adding 200 mL of ethanol instead of dipping in ice water. The results are shown in FIG.

비교예 1Comparative Example 1

질산과 염화나트륨을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 은 나노선을 제조하였다. 그 결과는 하기 표 1 및 도 7에 제시하였다.Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that nitric acid and sodium chloride were not added. The results are shown in Table 1 below and FIG. 7.

비교예 2Comparative Example 2

염화나트륨을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 은 나노선을 제조하였다. 그 결과는 하기 표 1 및 도 8에 제시하였다. Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that sodium chloride was not added. The results are shown in Table 1 below and FIG. 8.

비교예 3Comparative Example 3

질산을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 은 나노선을 제조하였다. 그 결과는 하기 표 1 및 도 9에 제시하였다.Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 1, except that nitric acid was not added. The results are shown in Table 1 below and FIG. 9.

비교예 4Comparative Example 4

(실시예 7 및/또는 8과의 비교)(Comparison with Example 7 and / or 8)

160℃에서의 반응 시 냉각 공정 없이 1시간 동안 반응시킨 것을 제외하고는 실시예 7의 방법과 동일한 방법으로 은 나노선을 제조하였다. 그 결과는 도 10에 제시하였다.Silver nanowires were prepared in the same manner as in Example 7, except that the reaction at 160 ° C. was performed for 1 hour without a cooling process. The results are shown in FIG.

형상shape 길이 (㎛)Length (㎛) 직경 (나노미터)Diameter (nanometer) 실시예 1Example 1 나노선Narrow 30-5030-50 100-130100-130 실시예 2Example 2 나노선Narrow 30-5030-50 70-13070-130 실시예 3Example 3 나노선Narrow 20-5020-50 50-10050-100 실시예 4Example 4 나노선Narrow 30-5030-50 40-10040-100 실시예 5Example 5 나노선Narrow 20-6020-60 70-13070-130 실시예 6Example 6 나노선Narrow 10-5010-50 60-14060-140 실시예 7Example 7 돌기를 가지는 나노선Nanowire with protrusion 5-305-30 100-200100-200 실시예 8Example 8 돌기를 가지는 나노선Nanowire with protrusion 5-305-30 100-400100-400 비교예 1Comparative Example 1 구형rectangle -- 50-7050-70 비교예 2Comparative Example 2 구형rectangle -- 100-300100-300 비교예 3Comparative Example 3 나노선, 구형, 정육면체, 정삼각쌍뿔Nanowire, spherical, cube, equilateral triangular pyramid -- ~100~ 100 비교예 4Comparative Example 4 나노선Narrow 5-305-30 100-400100-400

반응 시간에 따른 은 나노 입자의 정규화된 흡광 스펙트럼(도 11)Normalized absorbance spectrum of silver nanoparticles with reaction time (FIG. 11)

도 11은 실시예 7의 반응 시간에 따른 은 나노 입자의 정규화된 흡광 스펙트럼을 나타낸다. 동일한 부피의 시료를 채취하여 흡광 스펙트럼을 측정하였으며 흡광 스펙트럼은 정규화(normalization)하였다. 은 나노선이 생성되면 500nm 이상의 파장에서 흡광이 일어나게 되고 반응이 종료되면 흡광 스펙트럼이 포화(saturation)된다. 즉, 돌기를 가지는 은 나노선은 붉은 선과 파랑색 선 사이에서 반응을 켄칭(quenching)하거나 속도를 떨어뜨리면 얻을 수 있다. 도 11에 도시된 흡광 스펙트럼에서 검정색은 아직 은 나노 입자 형태인 것을 나타내고, 붉은 색은 은 나노선 생성 시작 (350nm 부근의 흡광이 피크가 생기면 나노선 생성됨)됨을 나타내며, 연두색은 은 나노선 성장 + 미반응 은 이온 및 은 원자 존재함을 나타내고, 파란색은 반응 종결을 나타낸다. FIG. 11 shows normalized absorbance spectra of silver nanoparticles according to the reaction time of Example 7. Samples of the same volume were taken and the absorbance spectra were measured and the absorbance spectra normalized. When the silver nanowires are generated, absorption occurs at a wavelength of 500 nm or more, and when the reaction is completed, the absorption spectrum is saturated. That is, silver nanowires having protrusions can be obtained by quenching or slowing down the reaction between red and blue lines. In the absorption spectrum shown in FIG. 11, black indicates that it is still in the form of silver nanoparticles, red indicates that silver nanowires start to be produced (nanowires are generated when absorption near 350 nm peaks), and yellow green indicates silver nanowire growth + Unreacted indicates the presence of ions and silver atoms, and blue indicates the end of the reaction.

600nm에서 은 나노 선의 흡광 계수 / 600nm 에서 은 나노 입자의 흡광 계수는 ~ 1 이고, 반응이 종결되면 600nm에서 은 나노 선의 흡광 계수/ 600nm 에서 은 나노 입자의 흡광 계수는 ~ 10 정도 값, 바람직하게는 ~5, 보다 바람직하게는 ~4 정도의 값을 보인다.Absorption coefficient of silver nanowires at 600 nm / absorbance coefficient of silver nanoparticles at 600 nm is ~ 1, the extinction coefficient of silver nanowires at 600 nm / absorption coefficient of silver nanoparticles at 600 nm when the reaction is complete, preferably ~ 10 value, preferably -5, More preferably, the value of about -4 is shown.

따라서 돌기를 가지는 은 나노선을 합성하기 위해서는 600nm 에서 은 나노 선의 흡광 계수 / 600nm 에서 은 나노 입자의 흡광 계수가 1 내지 10, 보다 바람직하게는 1 내지 5, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 4 사이의 값을 가질 때 반응 속도를 떨어뜨리면 얻을 수 있다.Therefore, in order to synthesize the silver nanowires having protrusions, the absorption coefficient of silver nanowires at 600 nm / the absorption coefficient of silver nanoparticles at 600 nm is 1 to 10, more preferably 1 to 5, even more preferably 1 to 4 It can be obtained by slowing down the reaction rate when it has a value.

도전성 투명 전극 제조Conductive Transparent Electrode Manufacturing

상기 실시예 4 및 7에서 제조된 은 나노선을 원심 분리한 후, 에탄올을 첨가하여 재 분산한 후, 다시 원심 분리하여 은 나노선을 회수하였다. 세척과정을 3번 반복하여 순수한 은 나노선을 회수한 후, 에탄올 20 mL에 재분산하여 은 나노선 코팅액을 제조하였다. 제조된 은 나노선 코팅액을 유리기판에 떨어뜨린 후, 바 코터로 도전성 투명 전극을 제조 하였다. 제조된 도전성 투명 전극의 선저항은 40 내지 50 Ω/cm이고 투과도는 80 내지 85% 였다.The silver nanowires prepared in Examples 4 and 7 were centrifuged, redispersed by adding ethanol, and then again centrifuged to recover the silver nanowires. The washing process was repeated three times to recover pure silver nanowires, and then redispersed in 20 mL of ethanol to prepare a silver nanowire coating solution. After dropping the prepared silver nanowire coating solution on a glass substrate, a conductive transparent electrode was prepared by a bar coater. The wire resistance of the prepared conductive transparent electrode was 40 to 50 Ω / cm and the transmittance was 80 to 85%.

이상에서는 본 발명의 바람직한 구체예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. It can be understood that it is possible.

Claims (13)

표면에 돌기를 가진 은 나노선.Silver nanowires with protrusions on the surface. (a) 폴리올, 분산안정제, 은 전구체, 브뢴스테드산 및 할로겐 이온 공여체를 가열 반응하는 단계; 및
(b) 상기 단계 (a)로부터의 가열 반응물을 급속 냉각시키는 단계를 포함하여 표면에 돌기를 가진 은 나노선을 제조하는 방법.
(a) heating the polyol, dispersion stabilizer, silver precursor, Bronsted acid and halogen ion donor; And
(b) a method of producing silver nanowires with projections on the surface, including rapidly cooling the heating reactants from step (a).
제 2항에 있어서, 상기 단계 (a)에서, 상기 폴리올 100중량부에 대하여, 상기 분산 안정제는 0.1 내지 20중량부, 상기 은 전구체는 0.1 내지 10중량부, 상기 브뢴스테드산은 0.00001내지 0.1중량부, 상기 할로겐 이온 공여체는 0.001 내지 5중량부의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2, wherein in step (a), the dispersion stabilizer is 0.1 to 20 parts by weight, the silver precursor is 0.1 to 10 parts by weight, and the Bronsted acid is 0.00001 to 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol. And wherein the halogen ion donor is used in an amount of 0.001 to 5 parts by weight. 제 2항에 있어서, 상기 단계 (a)에서의 가열은 100℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2, wherein the heating in step (a) is carried out in a temperature range of 100 ℃ to 200 ℃. 제 2항에 있어서, 상기 단계 (b)에서의 급속 냉각은 600nm 파장에서의 은 나노선의 흡광 계수 / 600nm 파장에서의 은 나노 입자의 흡광 계수가 1 내지 5 사이의 값을 가질 때 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2, wherein the rapid cooling in the step (b) is performed when the absorption coefficient of the silver nanowire at 600nm wavelength / the absorption coefficient of the silver nanoparticles at 600nm wavelength has a value between 1 and 5. How to. 제 5항에 있어서, 상기 급속 냉각은 얼음물 또는 에탄올 용매에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.6. The process of claim 5, wherein the rapid cooling is performed in ice water or ethanol solvent. 제 2항 내지 제 6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리올은 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 글리세롤 및 폴리에틸렌글리콜로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to any one of claims 2 to 6, wherein the polyol is one, or a mixture of two or more selected from the group consisting of ethylene glycol, propanediol, butanediol, pentanediol, hexanediol, glycerol and polyethylene glycol. How to feature. 제 2항 내지 제 6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 분산 안정제는 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴아마이드, 폴리아크릴산, 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드) 및 녹말로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.The dispersion stabilizer according to any one of claims 2 to 6, wherein the dispersion stabilizer is selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyacrylic acid, poly (diallyldimethylammonium chloride) and starch. 1 or 2 or more mixtures. 제 2항 내지 제 6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 은 전구체는 질산은, 실버아세테이트, 염화은, 브롬화은, 요오드화은 및 불소화은 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to any one of claims 2 to 6, wherein the silver precursor is silver nitrate, silver acetate, silver chloride, silver bromide, silver iodide and silver fluoride, or a mixture thereof. 제 2항 내지 제 6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 할로겐 이온 공여체는 NaCl, NaBr, KCl, KBr, NH4Cl 및 ZnCl2 로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.7. The halogen ion donor according to any one of claims 2 to 6, wherein the halogen ion donor is one or a mixture of two or more selected from the group consisting of NaCl, NaBr, KCl, KBr, NH 4 Cl and ZnCl 2 . How to. 제 2항 내지 제 7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 (b) 이후에, (c) 상기 단계 (b)로부터 급속 냉각된 반응물에 은 전구체를 주입하여 추가로 반응시키는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 방법. The method according to any one of claims 2 to 7, further comprising, after step (b), (c) injecting a silver precursor into the rapidly cooled reactant from step (b) to further react. How to feature. 제 2항 내지 제 7항 중의 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 돌기를 가진 은 나노선.Silver nanowires with protrusions prepared according to the method of any one of claims 2 to 7. 제 1항 또는 제 12항에 따른 돌기를 가진 은 나노선을 포함하여 형성된 도전성 전극.A conductive electrode formed by including a silver nanowire having a projection according to claim 1.
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