どのような用途があるか知っていますか銀ナノワイヤー?

一次元ナノ材料とは、材料の一次元のサイズが 1 ～ 100nm であることを指します。金属粒子は、ナノスケールに入ると、小さなサイズ効果、界面効果、量子サイズ効果、巨視的な量子トンネル効果、誘電体閉じ込め効果など、巨視的な金属や単一金属原子とは異なる特殊な効果を示します。したがって、金属ナノワイヤは、電気、光学、熱、磁気、触媒の分野で大きな応用可能性を秘めています。中でも銀ナノワイヤーは、その優れた電気伝導性、熱伝導性、低い表面抵抗、高い透明性、優れた生体適合性により、触媒、表面増強ラマン散乱、マイクロ電子デバイス、薄膜太陽電池、微小電極などに広く使用されています。そしてバイオセンサー。

触媒分野に応用される銀ナノワイヤー

銀ナノ材料、特に均一なサイズおよび高アスペクト比を有する銀ナノ材料は、高い触媒特性を有する。研究者らはPVPを表面安定剤として使用し、水熱法によって銀ナノワイヤーを調製し、サイクリックボルタンメトリーによって電極触媒による酸素還元反応（ORR）特性をテストした。PVP を使用せずに調製された銀ナノワイヤは、ORR の電流密度が大幅に増加し、より強力な電極触媒能力を示すことがわかりました。別の研究者は、ポリオール法を使用して、NaCl (間接シード) の量を調整することにより、銀ナノワイヤと銀ナノ粒子を迅速かつ簡単に調製しました。線形電位走査法により、銀ナノワイヤと銀ナノ粒子はアルカリ条件下でORRに対して異なる電極触媒活性を有し、銀ナノワイヤはより優れた触媒性能を示し、銀ナノワイヤは電極触媒ORRメタノールに対する耐性がより優れていることが判明した。別の研究者は、ポリオール法で調製した銀ナノワイヤを酸化リチウム電池の触媒電極として使用しています。その結果、高アスペクト比の銀ナノワイヤーは反応面積が大きく酸素還元能力が高く、3.4V以下で酸化リチウム電池の分解反応を促進し、総合電気効率が83.4%となることが判明した。 、優れた電極触媒特性を示します。

電場に適用される銀ナノワイヤ

銀ナノワイヤは、その優れた導電性、低い表面抵抗、および高い透明性により、電極材料の研究の焦点となりつつあります。研究者らは、滑らかな表面を持つ透明な銀ナノワイヤ電極を用意した。実験では、PVP フィルムを機能層として使用し、銀ナノワイヤー フィルムの表面を機械的転写法で覆い、ナノワイヤーの表面粗さを効果的に改善しました。研究者らは、抗菌特性を備えた柔軟な透明導電性フィルムを調製した。透明導電フィルムは1000回折り曲げ（曲げ半径5mm）後も表面抵抗や光透過率に大きな変化がなく、液晶ディスプレイやウェアラブル機器などに幅広く応用可能です。電子デバイスや太陽電池など幅広い分野。別の研究者は、銀ナノワイヤから調製された透明導電性ポリマーを埋め込むための基板として 4 ビスマレイミド モノマー (MDPB-FGEEDR) を使用しています。試験の結果、外力により導電性高分子をせん断した後、110℃の加熱下でノッチを修復したところ、5分以内に表面導電率の97％が回復し、同じ箇所を繰り返し切断して修復することができた。 。別の研究者は、銀ナノワイヤと形状記憶ポリマー（SMP）を使用して、二層構造の導電性ポリマーを調製しました。結果は、ポリマーが優れた柔軟性と導電性を持ち、5秒以内に変形の80%を回復でき、引張変形が12%に達しても良好な導電性を維持できる電圧はわずか5Vであることを示しています。さらに、LEDのターンオン電位も高くなります。わずか1.5Vです。導電性ポリマーは、将来的にウェアラブル電子機器の分野で大きな応用可能性を秘めています。

光学分野で応用される銀ナノワイヤー

銀ナノワイヤーは優れた電気伝導性と熱伝導性を有し、その独特の高い透明性を利用して光学デバイス、太陽電池、電極材料などに広く応用されています。滑らかな表面を持つ透明な銀ナノワイヤ電極は良好な導電性を有し、透過率は最大 87.6% であり、太陽電池の有機発光ダイオードや ITO 材料の代替として使用できます。

柔軟な透明導電性フィルムの実験の準備では、銀ナノワイヤの堆積数が透明性に影響を与えるかどうかが調査されます。銀ナノワイヤーの蒸着サイクル数が1回、2回、3回、4回と増加するにつれて、この透明導電膜の透明度はそれぞれ92%、87.9%、83.1%、80.4%と徐々に低下することがわかった。

さらに、銀ナノワイヤは表面増強プラズマキャリアとしても使用でき、高感度で非破壊的な検出を実現する表面増強ラマン分光法 (SERS) 検査で広く使用されています。研究者らは、定電位法を使用して、AAO テンプレートで滑らかな表面と高アスペクト比を備えた単結晶銀ナノワイヤー アレイを調製しました。

銀ナノワイヤーのセンサー分野への応用

銀ナノワイヤは、その優れた熱伝導性、電気伝導性、生体適合性、抗菌特性により、センサーの分野で広く使用されています。研究者らは、銀ナノワイヤとPt製の修飾電極をハロゲン化物センサーとして使用し、サイクリックボルタンメトリーによって溶液系中のハロゲン元素を検査した。200μmol/L～20.2mmol/LのCl溶液中での感度は0.059であった。μA/(mmol・L)、0μmol/L〜20.2mmol/LのBr溶液およびI溶液の範囲では、感度はそれぞれ0.042μA/(mmol・L)および0.032μA/(mmol・L)であった。研究者らは、水中のAs元素を高感度で監視するために、銀ナノワイヤーとキトサンで作られた改良透明炭素電極を使用した。別の研究者は、ポリオール法で調製した銀ナノワイヤを使用し、スクリーン印刷された炭素電極（SPCE）を超音波発生器で改造して、非酵素的H2O2センサーを調製した。ポーラログラフ試験により、センサーは 0.3 ～ 704.8 μmol/L H2O2 の範囲で安定した電流応答を示し、感度は 6.626 μA/(μmol・cm2)、応答時間はわずか 2 秒であることがわかりました。さらに、現在の滴定試験により、このセンサーのヒト血清中の H2O2 回収率は 94.3% に達することが判明し、この非酵素的 H2O2 センサーが生体サンプルの測定に適用できることがさらに確認されました。