[发明专利]制备金属的纳米结构的方法

说明书

领域

本发明涉及使用色酮材料制备金属的纳米结构的方法，以及，在 另一个方面中，涉及含有色酮阵列和金属纳米结构的制品。

背景

近年来，有越来越多的研究着眼于在纳米尺度范围(即，在0.1至100 纳米范围内)内开发用于各种技术应用的金属结构，所述技术应用包括 比如，例如，电子和光学设备，生物材料的标记，磁记录媒体，和量 子计算。

已经开发出许多用于合成/加工金属纳米结构比如，例如，金属纳 米线、纳米棒、纳米管，和纳米带的方法。现行方法包括，例如，利 用金属放大工艺(参见，例如，Barbic等，J.Appl.Phys.，91，9341(2002)) 使金属通过非电镀沉积进入纳米孔道膜的孔道内从而加工金属纳米 线，以及通过蒸汽-液体-固体(VLS)工艺加工金属纳米线/纳米管，该工 艺中包括将气体反应物溶解在金属溶剂的纳米尺度的液滴中，随后使 单晶导线成核并生长(参见，例如，Ding等，J.Phys.Chem.B 108，12280 (2004))。但是仍然存在的问题在于控制金属的纳米结构的尺寸和形 状，以及它们的取向和分布，尤其是在大规模生产中。

概述

针对上述内容，已经认识到需要这样一种方法，其用于制备纳米 结构并可在相对大面积下控制金属的纳米结构的尺寸和形状，以及它 们的取向和分布。

简要地说，在一个方面，本发明提供制备金属的纳米结构的方法。 所述方法包括将(a)含有色酮材料的水性组合物，与(b)溶液中的金属盐 或金属微粒的悬浮液，相混合。

用于本文时，″色酮材料″(或″色酮化合物″)指大的，多环分子，通 常其特征在于存在疏水核心，该核心由各种亲水性基团围绕(参见，例 如，Attwood，T.K.，和Lydon，J.E.，Molec.Crystals Liq.Crystals，108，349 (1984))。所述疏水核心可以包含芳香和/或非芳香环。在溶液中时，这 些色酮材料倾向于以特征为长程有序的向列型取向聚集。

本发明还提供制备金属的纳米结构的方法，包括(a)将含有色酮材 料的水性组合物施加于基质表面；和(b)将涂覆的表面与含有金属盐的 溶液接触。

本发明方法能够以相对均匀的大小与形状加工金属的纳米结构。 该方法还能够在相对大的面积下得到相对均匀的分布和长程的取向或 有序性。

因此，本发明方法满足了本领域中关于改进制备金属的纳米结构 的方法的需要。

在另一个方面中，本发明提供含有色酮阵列和金属纳米结构的制 品。用于本文时，″色酮阵列″指以向列相聚集的色酮材料。

附图说明

图1是透射电镜图，其显示了含银纳米线的涂层顶示图。

图2是透射电镜图，其显示了含银纳米线的涂层侧示图。

图3是透射电镜图，其显示了金纳米颗粒。

图4是光学显微图，其显示了银纳米线。

发明详述

任何色酮材料均可用于本发明方法。可形成色酮相的化合物在本 领域内是已知的，并包括，例如，xanthoses(例如，偶氮染料和花青 染料)以及二萘嵌苯(参见，例如，Kawasaki等.，Langmuir 16，5409 (2000)，or Lydon，J.，Colloid and Interface Science，8，480(2004))。代 表性的色酮材料有用的实例包括双-和单-钯有机基，氨磺酰取代的铜酞 菁，以及六芳基tryphenylene。

优选色酮材料包括那些由如下结构通式之一所表示者：

其中，

R²各自独立地选自电子授体基团，电子受体基团，和电中性基团， 和

R³选自取代的或未取代的杂芳环以及取代的或未取代的杂环，该 环通过R³环内的氮原子与三嗪基团联接。

如上所述，色酮化合物是中性的，但它可以以其他形式存在，例 如，作为两性或质子互变体(例如，当氢原子从三嗪环中的一个羧基 上解离下来并联接到三嗪环的一个氮原子上时)。色酮化合物还可以是 盐如，例如，羧酸盐。