猜猜看,如果将1 克银制备成纳米级的银线会有多少根?答案可能令你大吃一惊。1g纳米银线居然有10万亿根,而且每一根纳米银线的直径都只有头发丝的万分之一,倘若将这1g纳米银线首尾相连,总长度可以环绕地球赤道 5 圈。
纳米银线是什么
日常生活中,我们能接触到的物体尺寸往往以米、厘米、毫米为单位,而纳米作为一个极小的尺度单位,1 纳米等于十亿分之一米。如果把直径为1纳米的小球放在乒乓球上,差不多就相当于是把一个乒乓球放在了地球上。在如此微小的尺度下,物质往往会展现出许多与宏观状态下截然不同的神奇特性,而纳米银线便是其中的典型代表。
纳金科技纳米银线电镜图
珠海纳金科技有限公司生产制备的纳米银线作为一种特殊的纳米材料,由金属白银通过特殊合成技术制备而成,其直径小于100纳米,长度可以做到几十微米以上,长径比达1000倍以上 ,如此微观的结构,赋予了纳米银线一系列优异的性能,让其在众多领域脱颖而出。
纳米银线的特性
高导电性:银作为一种金属,本身就是一种具有优良导电性的金属,而纳米银线更是继承了这一特性。从微观层面上观察,纳米银线的晶体结构规整,缺陷较少,使得电子可以在纳米银线中自由、快速地移动,让其具备了电阻率极低,导电率极高的特性。
高透光性:纳米银线拥有优异的透光性,这得益于其纳米尺寸效应,当光线照射到纳米银线上时,由于其直径远小于可见光的波长,光的散射和吸收现象大幅减少,现有实验数据表明,优质的纳米银线薄膜在可见光范围内的透光率可高达90%以上。这种高透光性使得纳米银线在透明导电薄膜的制作中发挥着关键作用,如在液晶显示器、触摸屏等产品中,纳米银线透明导电薄膜既能保证良好的导电性,又能让屏幕呈现出清晰、明亮的图像。
高柔韧性:纳米银线具有出色的耐弯折和柔韧性,从结构上看,纳米银线的长径比较大,使其在受到外力弯曲时,能够通过自身的变形来适应外力,使其不易发生断裂。相关测试显示,纳米银线可以承受数十万次的反复弯折,弯曲角度可达180°甚至更大。在柔性电子设备领域,纳米银线的柔韧性使得电子元件能够随着设备的弯曲而正常工作,极大地拓展了电子设备的设计空间和应用场景。
高抗菌性:纳米银线的抗菌原理较为复杂,一方面,纳米银线能够与细菌细胞膜表面的蛋白质结合,破坏细胞膜的结构和功能,阻碍细菌对营养物质的吸收和运输;另一方面,纳米银线释放出的银离子能够进入细菌内部,与细菌的DNA结合,使其发生变形,从而抑制细菌的繁殖和生长。在空气和水净化领域,纳米银线被用于制作消毒剂、空气过滤器和水净化滤芯,能够有效去除空气中的有害细菌和水中的致病微生物。
高比表面积:纳米银线其极细的直径和较长的长度,造就了具有非常大的比表面积(比表面积是指单位质量物体所具有的总面积)。这意味着在相同质量下,纳米银线相比于普通块状银材料,能够暴露出更多的表面原子。在催化领域,高比表面积为催化反应提供了更多的活性位点,使得纳米银线能够高效地催化各种化学反应。在传感器领域,纳米银线的高比表面积使其能够更充分地与被检测物质接触,从而提高传感器的灵敏度和响应速度。
纳米银线的应用领域
柔性触控显示:在柔性触控显示方面,纳米银线凭借其良好的柔韧性、高导电性和透光性,成为了柔性触控显示的理想材料。纳金科技作为这一领域的佼佼者,取得了显著成果,其研发的基于纳米银线的柔性触控技术,使得屏幕在折叠过程中能够保持稳定的触控性能和清晰的显示。在生产过程中,通过精确控制纳米银线的印刷工艺,将纳米银线均匀地印刷在柔性基底上,形成透明导电电极,有效提升了屏幕的触控灵敏度和可靠性。
柔性加热:在柔性加热膜方面,纳米银线的高导电性使其在通电后能够迅速产生热量,同时其柔韧性又使得加热膜可以被制作成各种形状,贴合不同的物体表面。这其中,纳金科技推出的柔性加热膜,在安防监控、智能驾驶、医疗设备、军工装备等场景中可以得到广泛应用。
柔性传感:在柔性传感领域,以智能穿戴设备为例,它需要传感器能够精确感知人体的各种生理信号,如脉搏、体温等,纳米银线的高灵敏度和良好的柔韧性使其能够高度适配。而在具身智能、电子皮肤等前沿应用场景中,柔性传感器可以利用纳米银线对压力、温度等物理量变化的敏感特性,能够准确地将这些变化并将其转化为电信号。当外部刺激产生时,这些电信号便如同传感器的“神经脉冲”,迅速将环境信息传递至控制系统,从而实现智能交互与感知反馈。
生物医药领域:在空气和水净化中,纳米银线的抗菌性能能够有效去除空气中的细菌、病毒和水中的微生物,保障环境的清洁和健康。在一些医疗场景中,含有纳米银线的医用材料可以抑制伤口处细菌的生长,促进伤口愈合。当然,一些带有纳米银线涂层的医疗器械,也能降低感染风险,提高手术的安全性。
能源领域:在绿色能源领域,纳米银线作为电极材料,可以提高光电转换效率,研究表明,使用纳米银线电极的太阳能电池,其光电转换效率相比传统电极材料有显著提升。在其他能源存储与转换设备中,如超级电容器,纳米银线也展现出了潜在的应用价值,有助于提升设备的性能。
纳米银线的制备方法
纳米银线作为一种纳米级材料,它无法通过常规的物理方式制备,只能依靠复杂的化学合成方法。在合成过程中,需要精确控制反应温度、时间、反应物浓度等多种条件。哪怕是微小的条件变化,都可能导致纳米银线的尺寸、形貌和性能产生较大差异,要实现纳米银线的大规模、高质量制备,更是面临诸多挑战。
多元醇法:多元醇法是较为常用的制备方法之一。在该方法中,多元醇既作为溶剂,又充当还原剂。在高温环境下,多元醇将银盐逐步还原成银原子,这些银原子在特定条件下聚集并沿着特定方向生长,最终形成纳米银线。通过精确控制反应温度、反应时间以及添加剂的种类和用量,可以有效调控纳米银线的尺寸和形貌。
水热法:水热法是在高温高压的水溶液中进行反应 。这种方法能够提供一个相对稳定且有利于晶体生长的环境,从而制备出高质量的纳米银线。在水热反应体系中,反应物在高温高压下充分溶解并发生化学反应,纳米银线在溶液中逐渐结晶生长。
模板法:模板法是利用特定的模板来限制纳米银线的生长方向和尺寸,模板可以是具有特定孔径和形状的多孔材料,如氧化铝模板、碳纳米管等,银离子在模板的孔道中被还原成银原子,并沿着孔道生长形成纳米银线。研发人员通过选择不同孔径和形状的模板,可以制备出具有特定形貌和尺寸的纳米银线。
纳米银线凭借其独特的特性,在众多领域展现出巨大的应用潜力,从电子领域的柔性触控显示、柔性加热膜和柔性传感,到光学、生物医药、能源等领域,纳米银线都为相关技术的发展提供了新的思路和解决方案。这其中,珠海纳金科技有限公司在纳米银线的产业化应用方面取得了令人瞩目的成绩,推动了纳米银线技术从实验室走向市场。随着科技的不断进步,相信纳米银线在未来必将迎来更广阔的发展空间,并为人类社会的进步做出更大的贡献。
珠海纳金科技有限公司介绍
纳金科技有限公司是粤澳高科技合作典范企业,中国先进纳米材料及产业化应用的领军企业,拥有国内最早的纳米银线制备、导电浆料、柔性透明导电薄膜发明专利,构建了40多项发明专利为主体的自主知识产权体系,在全球范围独家实现了中小微尺寸的柔性触控元器件低成本高效稳定量产,突破了“卡脖子”的关键技术,打破了国外垄断,填补国内多项技术空白。