بهینه سازی پارامتر های سنتز نانوسیم های نقره به روش پلی ال

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

سید احمد هاشم پور چشمه گل ¹ , علی مشرقی ²

1 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی و علم مواد، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شیراز
2 - دانشیار مهندسی و علم مواد، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شیراز

تاريخ الإرسال : 10 الثلاثاء , جمادى الأولى, 1443 تاريخ التأكيد : 14 الثلاثاء , رجب, 1443 تاريخ الإصدار : 17 الإثنين , ربيع الثاني, 1443

الکلمات المفتاحية: نانوسیم‌های نقره, سنتز شیمیایی, پلی‌ال, شفافیت نور مرئی, مقاومت الکتریکی صفحه ای,

ملخص المقالة :

مقدمه: یکی از موفق ترین روش های سنتز نانوسیم های نقره روشی موسوم به روش پلی ال است. اخیرا روش پلی‌اُل موفق‌ترین روش برای تولید نانوسیم‌های نقره در مقیاس بزرگ و با کیفیت بالا شناخته شده است. در این پژوهش نانوسیم‌های نقره با استفاده از روش پلی‌اُل سنتز شد مطالعات نشان داده است که پارامتر های سنتز تاثیرزیادی بر مورفولوژی نانوسیم‌های نقره به روش پلی‌اَل دارد.
روش‌: در اینجا، یک مطالعه پارامتری دقیق به منظور بررسی تاثیر درجه حرارت، نرخ تزریق محلول نیترات نقره و محلول PVP ، نرخ همزدن محلول و مقدار کلرید مس تزریق شده بر روی مورفولوژی نهایی نانوسیم‌های نقره سنتز شده انجام شد. از روش پراش پرتوی ایکس برای تعیین ساختار کریستالی و خلوص فاز نانوسیم‌های نقره سنتز شده استفاده شد. مورفولوژی نانوسیم‌های نقره با استفاده از تصاویر میکروسکوپی حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی اثر میدانی بررسی شد. مقاومت الکتریکی صفحه‌ای و شفافیت نور مرئی نانوسیم‌های نقره سنتز شده به ترتیب با استفاده از آزمون پروپ چهار نقطه‌ای و UV-Vis اسپکتروفتومتری اندازه گیری شد.
یافته‌ها: با توجه به نتایج بدست آمده درجه حرارت 158 درجه سانتی‌گراد، نرخ تزریق 55/0 سی‌سی بر دقیقه، نرخ همزدن 300 دور در دقیقه و 08/0 سی‌سی مقدار محلول کلرید مس تزریق شده به عنوان شرایط بهینه سنتز نانوسیم‌های نقره انتخاب شد. با این شرایط، نانوسیم های یکنواخت با قطر 100 نانومتر، با ضریب رعنایی (نسبت طول به قطر نانوسیم) بالا و بدون نانوذرات بدست آمد. پوشش بهینه نانوسیم های نقره روی لام شفافیت حدود 60 درصد و مقاومت الکتریکی صفحه‌ای 28 اهم از خود نشان داد.
نتیجه‌گیری: در این مقاله نانوسیم های نقره به روش پلی ال سنتز شد. با توجه به بررسی‌های انجام شده نشان داده شد که درجه حرارت، نرخ تزریق محلول، نرخ همزدن محلول و مقدار محلول CuCl2 تزریق شده همگی پارامترهای مهم و تاثیرگذار در سنتز نانوسیم‌های نقره به روش پلی‌اَل می باشند.

المصادر:

[1] S. Kaabipour, S. Hemmati, “A review on the green and sustainable synthesis of silver nanoparticles and one-dimensional silver nanostructures” Beilstein Journal of Nanotechnology, vol. 12, pp. 102-136, 2021.

[2] J. Jeevanandam, S. Krishnan,Y.S. Hii, et al. “Synthesis approach-dependent antiviral properties of silver nanoparticles and nanocomposites”  J. Nanostruct. Chem.  2022,

 [3]  سعید جعفری راد، لاله خدایی، جلال محمدی ، رزاق محمودی، آیدا پارسا آذر، تولید زیستی نانوپودر نقره و ارزیابی کاربردهای آن در تولید فراورده های بهداشتی، مجله مواد نوین/ جلد 8/شماره 1/پاییز 1396، صفحه 69-79.

[4] مریم ابارشی، ایمان عبدی، بررسی خاصیت ضد باکتریایی نانوذرات نقره و نانوکامپوزیت های پلی اتیلن- نقره، مجله مواد نوین/ جلد ٦/شماره ٢ /زمستان ١٣٩٤، صفحه 159-168.

[5] فردین قاسمی، سعیده داداشیان، فاطمه باورسی ها، سنتز نانوکامپوزیت‌های Fe3O4/SiO2/TiO2-Ag با ساختار هسته- پوسته و بررسی خواص مغناطیسی آن‌ها، مجله مواد نوین/ جلد 8/شماره 3 /زمستان ١٣٩7، صفحه 51-61.

[6] P. Zhang et al., "Silver nanowires: Synthesis technologies, growth mechanism and multifunctional applications," Materials Science and Engineering: B, vol. 223, pp. 1-23, 2017.

[7] S. Hemmati, M.T. Harris, D.P. Barkey, Polyol Silver Nanowire Synthesis and the Outlook for a Green Process, Journal of Nanomaterials, vol. 2020,

https://doi.org/10.1155/2020/9341983

[8] L. Cao, Q. Huang, J. Cui, H. Lin ,W. Li, Z. Lin, P. Zhang, Rapid and Facile Synthesis of High-Performance Silver Nanowires by a Halide-Mediated, Modified Polyol Method for Transparent Conductive Films, Nanomaterials, vol. 10, pp. 1139, 2020.

[9] Y. Sun, B. Gates, B. Mayers, and Y. Xia, "Crystalline silver nanowires by soft solution processing," Nano letters, vol. 2, no. 2, pp. 165-168, 2002.

[10] Y. Sun and Y. Xia, "Large‐Scale Synthesis of Uniform Silver Nanowires Through a Soft, Self‐Seeding, Polyol Process," Advanced Materials, vol. 14, no. 11, pp. 833-837, 2002.

[11] K. E. Korte, S. E. Skrabalak, and Y. Xia, "Rapid synthesis of silver nanowires through a CuCl-or CuCl2-mediated polyol process," Journal of Materials Chemistry, vol. 18, no. 4, pp. 437-441, 2008.

[12] L. Yang, T. Zhang, H. Zhou, S. C. Price, B. J. Wiley, and W. You, "Solution-processed flexible polymer solar cells with silver nanowire electrodes," ACS applied materials & interfaces, vol. 3, no. 10, pp. 4075-4084, 2011.

[13] J.-J. Zhu, C.-X. Kan, J.-G. Wan, M. Han, and G.-H. Wang, "High-yield synthesis of uniform Ag nanowires with high aspect ratios by introducing the long-chain PVP in an improved polyol process," Journal of Nanomaterials, vol. 2011, p. 40, 2011.

[14] S. Hemmati and D. P. Barkey, "Parametric Study, Sensitivity Analysis, and Optimization of Polyol Synthesis of Silver Nanowires," ECS Journal of Solid State Science and Technology, vol. 6, no. 4, pp. P132-P137, 2017.

[15] S. Coskun, B. Aksoy, and H. E. Unalan, "Polyol synthesis of silver nanowires: an extensive parametric study," Crystal Growth & Design, vol. 11, no. 11, pp. 4963-4969, 2011.

[16] B. Liu et al., "Stable and Controllable Synthesis of Silver Nanowires for Transparent Conducting Film," Nanoscale Research Letters, vol. 12, no. 1, p. 212, 2017.

[17] G. Haacke, "New figure of merit for transparent conductors," Journal of Applied Physics, vol. 47, no. 9, pp. 4086-4089, 1976.

[18] A. Moholkar, S. Pawar, K. Rajpure, P. Patil, and C. Bhosale, "Properties of highly oriented spray-deposited fluorine-doped tin oxide thin films on glass substrates of different thickness," Journal of Physics and Chemistry of Solids, vol. 68, no. 10, pp. 1981-1988, 2007.