重大突破，华科创智独创生物质水热法合成纳米银线已具量产条件
2021-11-15 18:48
2021年11月11日，深圳市华科创智技术有限公司曾西平博士团队传出重磅消息，一种全新的生物质水热法合成的纳米银线被成功研发，并已达到量产条件。
生物质水热法合成纳米银线，即采用生物质为原材料，通过水热的方法合成纳米银线，其具体形貌如下图所示。
图1. 不同标尺下华科创智生物质水热法制备银纳米线的SEM图
目前业内主要采用湿化学法制备纳米银线，其中多元醇法是主流，其以乙二醇作为溶剂和还原剂，制备过程中须添加包括PVP等在内的活性剂、包覆剂、控制剂等各种复杂的化学试剂，银线合成后还须对其表面的化学试剂进行清除。
此次华科创智独创的生物质水热法是湿化学法的另一分支，其具备更环保、成本更低、成品性能优异等多项优势，或将成为纳米银线制备方法的新潮流。
首先，该法原料之一的生物质为自然界的各种有机体，来源广泛、成本低、无污染、易降解。从原料来源上讲，它具有环保、省成本的优势。
其次，不同于传统方法需要添加各种试剂，生物质本身在水热过程中就能释放具还原性的小分子，以及一些控制剂、表面活性剂等物质，所以制备过程中无须额外试剂的添加。整个制备过程也非常绿色环保。而且生物质在反应釜中，由于水热作用而碳化，整个过程可以实现“CO2-negative”(碳负排放) [1, 2]，从化工领域普遍高能耗高污染的特点来说，这无疑为近年来国家积极倡导的碳中和起到了重要的推进作用。
再次，由于制备过程中不须添加额外试剂，生物质水热法合成的纳米银线在清洗提纯时也更容易，能有效避免传统分离方法带来的收率降低和品质下降的问题。
得益于水热法高结晶性和缓慢稳定生长的特点，华科创智独创的生物质水热法合成纳米银线，其长径比可达到约2000，打破了目前行业1000的水平。此外，相较于传统的多元醇法制备的银纳米线，其线径分布更窄、更均匀（参见下图），更有利于涂布生产。鉴于这些优势，华科创智的纳米银线将获得更优异的导电性和透光性，未来的触控屏将拥有更加迅捷流畅的触控体验，以及更高清的显示效果。
图2. 传统多元醇法与华科创智生物质水热法制备银纳米线的直径分布对比图
在多元醇制备时代，当时学术界还没有了解纳米银线生长的透彻机理是什么，华科创智曾西平博士带领团队研究出了表面活性剂对纳米银线生长机理的影响。
这次，他带领团队再次研究出合成纳米银线的生物质水热法，开创了纳米银制备的另一条赛道，实现了纳米银材料研发的再一次突破！
参考文献：
[1] FUNKE A, ZIEGLER F. Hydrothermal carbonization of biomass: A summary and discussion of chemical mechanisms for process engineering [J]. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 2010, 4(2): 160-177.
[2] TITIRICI M M, ANTONIETTI M. Chemistry and materials options of sustainable carbon materials made by hydrothermal carbonization [J]. Chem Soc Rev, 2010, 39(1): 103-116.
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