Gümüş Nanoteller: Üretimi, Özellikleri ve Uygulamaları

Gümüş nanoteller, gümüş nanoparçacıklardan önemli ölçüde farklı olan bir tür gümüş nanomalzemelerdir. Adından da anlaşılabileceği gibi, bu nanomalzemeler üç boyutlu yapıya sahiptir.

Gümüş nanoteller, olağanüstü özelliklere sahip olup özellikle elektronik endüstrisinde, esnek dokunmatik ekranların üretiminde ve diğer ileri teknolojilerde çok yönlü ve yüksek performanslı bir şekilde kullanılmaktadır. Amaç, gümüş nanotellerin yeni ve daha güvenli teknolojik uygulamalarının geliştirilmesidir. Böylece elektronik, optik ve biyomedikal alanlardaki ilerlemelerde tam potansiyellerinin açığa çıkmasını sağlamaktır. Bu bağlamda, Nanografi olarak, son teknolojiyi yakından takip ediyor ve en yüksek kalitede ürünler sunarak gümüş nanotellerin en güvenli teknolojik uygulamalarını sağlamayı taahhüt ediyoruz.

Giriş

Farklı boyutlarda, kaplamalarda ve şekillerdeki gümüş nanoteller, olası insan ve çevresel etkiler için konsorsyum tarafından sentezleniyor ve analiz ediliyor. Endişe duyulan nanotellerin özellikleri belirleniyor ve daha düşük potansiyel risklere sahip gümüş nanoteller üretmek için yeni sentetik yöntemler geliştiriliyor. Esnek elektroniklerin geri kazanımı için yeni yaklaşımlar geliştiriliyor, böylece olası çöplük salınımı önleniyor ve geri dönüşümü kolaylaştırılıyor.

Gümüş Nanotellerin Üretimi

Gümüş nanoteller birden fazla teknikle üretilebilir, bunlardan bazıları aşağıda belirtilmiştir:

Hızlı sentez (Rapid synthesis): Bakır klorür ve polivinil pirolidon, gümüş nanoteller üretmek için tek kullanımlık cam şişelerde karıştırılır.

Akımsız biriktirme (Electroless deposition): Gümüş nanoteller üretmek için metal amplifikasyon tekniği kullanılır ve bu teknikte, gümüşün polikarbonat zarlara akımsız biriktirilmesi gerçekleşir.

Şekil 1: Dirençli dokunmatik ekranlı cihaz için sıcak etilen glikolde gümüş (Ag) nanotellerinin akımsız biriktirilmesi.

Polyol yöntemi (Polyol method): Bu yöntemde gümüş nanoteller, otoklavda 120 °C sıcaklıkta yaklaşık 8 saat ısıtılan sulu bir çözücü ile üretilir.

Şablon yöntemi (Template Method): Bu teknik , gümüş nanotellerin üretimi için sulu bir çözelti içinde amfifilik bir siyanin boyasının supramoleküler nanotüplerini kullanır .

Tohum Aracılı Büyüme (Seed-Mediated Growth): Bu yöntem , gümüş nanotellerin büyümesi için şablon olarak metal tohumların, tipik olarak altın veya gümüş nanoparçacıkların kullanılmasını içerir. Metal tohumlar, gümüş iyonlarının birikmesi için çekirdeklenme bölgeleri olarak hizmet ederek, nanotellerin kontrollü büyümesine yol açar.

Şekil 2: Sulu çözeltide ultra ince Au nanotellerin geleneksel olmayan tohum aracılı büyümesi.

Solvotermal Sentez (Solvothermal Synthesis): Bu yaklaşımda, gümüş iyonları içeren bir öncül çözelti, kapalı bir kapta yüksek basınç ve sıcaklık koşulları altında ısıtılır. Bu, kontrollü çekirdeklenme ve büyüme süreçleri yoluyla gümüş nanotellerin oluşumunu destekler.

Mikroakışkan Destekli Sentez (Microfluidic-Assisted Synthesis): Mikroakışkanlar, gümüş nanopartiküllerin sentezi için kesin ve kontrollü bir ortam sunar. Tekdüze ve iyi tanımlanmış nanotellerin üretilmesine izin vererek reaktanları manipüle etmek için mikro ölçekli kanalların ve reaktörlerin kullanılmasını içerir.

Şablonsuz Sentez (Template-Free Synthesis): Bu yöntem, harici şablonlar kullanılmadan gümüş iyonlarının solüsyonda kendiliğinden bir araya gelmesine dayanır. Kontrollü indirgeme ve büyütme mekanizmalarıyla gümüş nanotellerin kendiliğinden oluşumunu sağlar.

Şekil 3: Ag nanotellerin çoklu oksit kabukları ile elde edilmesi için sentez sürecinin adımlarını içeren şematik bir açıklama.

Tek Kapta Poliol Sentezi (One-Pot Polyol Synthesis): Bu uygun yöntemde, gümüş nanoteller, indirgeyici madde ve çözücü olarak poliol kullanılarak tek bir reaksiyon kabında sentezlenir. Bu yaklaşım, sentez sürecini basitleştirir ve büyük ölçekli üretime izin verir.

Elektroeğirme Yöntemi (Electrospinning): Bir polimer çözeltisi elektrik alan altında bir iğne ucundan damlatılarak nanolifler oluşturulur. Ardından, gümüş tuzlarının çözeltisi nanolifler üzerine püskürtülerek elektrokimyasal redüksiyon gerçekleştirilir. Böylece, nanolifler üzerinde gümüş nanoteller oluşur. Gümüş nanoteller içeren elektrospun nanolifler, esnek elektronikler ve sensörler dahil olmak üzere çeşitli alanlarda uygulama bulabilir.

Şekil 4: Elektroeğirme prosesi’nin çalışma prensibi.

Bu çeşitli sentez yöntemleri, gümüş nanotellerin özelliklerinin ve özelliklerinin uyarlanmasında esneklik sunarak, bunların çok çeşitli teknolojik alanlarda uygulanmasını sağlar. Devam eden araştırmalar, geliştirilmiş performans ve yeni uygulamalar için gümüş nanotellerin sentezinde yeni teknikler ve iyileştirmeler keşfetmeye devam ediyor.

Gümüş Nanotellerin Özellikleri

Gümüş nanotellerin başlıca özellikleri şunlardır:

• Farklı elektriksel, termal ve optik özelliklere sahiptirler ve biyolojik sensörlerden fotovoltaiklere kadar çeşitli ürünler üretmek için kullanılabilirler.
• Gümüş nanoteller ışığın emilmesi ve yansıtılmasında dikkate değerdir.
• Gümüş nanotelleri çözelti içindeki moleküller ile etkileşime girerek iki kat şarj oluşturur. Bu, bir araya gelmelerini engeller ve gümüş nanotelleri dengeler.
• Gümüş nanoteller oldukça iletkendir.
• Gümüş nanoteller su, etanol IPA (izopropil alkol), etilen glikol ve epoksi reçineleri içinde dağılabilir.

Gümüş Nanotellerin Uygulamaları

Gümüş nanotellerin birçok uygulama alanı vardır; başlıca uygulama alanları şunlardır:

İletken uygulamalar: Bilgisayar panoları, yüksek yoğunluklu LED'ler ve dokunmatik ekranlar.

Antibakteriyel uygulamalar: Giysiler, bandajlar, steril ekipman, kozmetik ürünler ve boyalar.

Optik sektörü: Tıbbi görüntüleme, Yüzey plazmonları, Raman spektroskopisi, optik sınırlayıcılar ve güneş filmleri.

Optik uygulamalar: Optik spektroskopiler, örneğin, metalle güçlendirilmiş floresan ve yüzeyle güçlendirilmiş Raman saçılması.

Gümüş nanotellerinin farklı sektörlerde kullanımı hakkında bilgi almak için blog yazımızı ziyaret edin.

Gümüş Nanotellerin En Güncel Gelişmeleri

Gümüş Nanotel Giysiler

En son inovasyona göre, gümüş nanoteller soğuğa karşı koruma sağlar. Bu yeni buluş, “kişisel ısı yönetimi (personal thermal management)” olarak adlandırılan yeni bir konseptin parçasıdır. Giysinin gümüş nanotellerle bir metrenin milyarda biri olan bir nanometre çapındaki teller) kaplanmasıyla üretilir. Bu metalik nanotel teller iletken olduklarından giysi enerjiyi iletir ve portatif bir "ısıtıcı" görevi görür. Başka bir deyişle, küçük bir batarya gibi bir elektrik kaynağı ile aktif olarak ısıtılabilir.

Bu özellikle birlikte, gümüş nanotelleri, giysinin vücut ısısının% 90'ından fazlasını yansıtabilen iyi bir yalıtkan haline gelmesini sağlar. Bu yansıma, vücut ısısının en fazla% 20'sini yansıtan en sıcak yün kazaktan çok daha büyük. Böylece gümüş nanotellerle kaplanmış olan giysiler aktif ısıtma ve pasif yalıtım olarak işlev görür. Öte yandan, bu giysiler nanotellerin gözenekli yapısı nedeniyle nefes alabilir; ve pratik olarak normal kıyafetler gibi aynı hissi verebilir.

Ultra Hafif Aerojel

ABD’de bulunan Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndan (LLNL) bir grup araştırmacı yeni bir ultra-hafif aerojel geliştirdi, böylece ışık, düşürmek veya bükmek zorunda kalmadan bir rozet tarafından tutulabilir. Özellikle elektronik enerji endüstrisinde kullanılabilecek çok hafif benzersiz özelliklere sahip olan bu yeni malzeme sınıfına aşılanmış metal bir köpüktür.

Bu malzeme, özellikle, ultra hafif ve iletken gümüş nanotellerde kullanır. Fang Qian'a göre, Nano Mektuplar'da yayınlanan araştırmanın baş yazarı, "Bu gümüş nanotüp aerojellerinin yüksek gözenekliliği ve mükemmel mekanik / elektriksel özellikleri daha iyi cihaz performansı sağlayabilir ve hücre yakıtı, enerji depolaması, tıbbi cihazlar, kataliz ve sensörler için yeni olanaklar açabilir."

Gümüş Nanotellerin Geleceği

Elektronik sistemlerin mikro entegrasyonuna yönelik artan talep, optik özelliklerinden dolayı metal nanoteller üzerinde kapsamlı araştırmalara neden olmuştur. Bu da farklı sektörlerde çok sayıda ileri teknolojinin gelişmesine neden olmuştur.

-Gümüş iyi elektriksel iletkenliğe sahiptir, bu nedenle gümüş nanotellerin gelişmiş optik şeffaflık ve optik esneklik ile daha fazla elektriksel iletkenliğe sahip olmasının nedeni budur. Bu faktörler optoelektronik ve elektronik cihazların üretimi için önemlidir.

-Araştırmalar, gümüş nanotellerin önümüzdeki dönemde ultra büyük elektrik devrelerinin ve kuantum cihazlarının minyatürleştirilmesi için kullanılabileceğini de göstermiştir .

-Gümüş nanoteller, gelecek neslin, arabanın tüm ön panelinin geniş bir parmağa duyarlı yüzeyde dönmesi de dahil olmak üzere esnek dokunmatik paneller oluşturmasına izin verecektir. Bunun nedeni, elektrik iletiminde indiyum kalay oksit ve mevcut dokunmatik sensör malzemesinden daha iyi olmalarıdır . Gümüş nanoteller, esnek plastik yüzeylere kolayca uygulanabilir. Üstelik son derece şeffaftırlar.

-Yalnızca dokunmatik panellerde kullanışlı değiller, aynı zamanda yüksek iletkenliğe sahip gümüş nanotellerin yüksek verimli güneş panellerinde ve aydınlatma panellerinde de uygulamaları var ve bu da nanotellerin pratik olarak yok edilemez olmalarından yararlanıyor.

Gümüş nanoteller, ileri teknoloji uygulamaları geliştirmek için büyük bir potansiyele sahiptir. Bu, heyecan verici elektriksel, termal ve optik özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Optik, elektronik, manyetik, tekstil, otomobil, yüksek performanslı katalizörler ve akustik gibi hemen hemen tüm sektörlerde uygulamaları vardır. Uygulamalarının giderek daha fazlasını keşfetmek için şu anda birçok araştırma devam etmektedir .

Sonuç

Gümüş nanoteller, belirli teknolojik alanlar için uyarlanabilen çok yönlü özellikler sunar. Bilgisayar panoları ve LED'lerdeki iletken uygulamalardan giyim ve tıbbi ekipmanlardaki antibakteriyel kullanımlara kadar, dikkate değer bir çok yönlülük sergilerler. Ek olarak, optik özellikleri tıbbi görüntüleme, güneş filmleri ve diğer optik spektroskopilerde uygulama alanı bulur. Bu benzersiz özellikler, elektronik endüstrisinde devrim yarattı ve devam eden araştırmalar, çeşitli alanlardaki potansiyellerini keşfetmeye devam ediyor. Bu tür dikkat çekici uygulamalarla, gümüş nanoteller, endüstrileri dönüştürmek ve gelecekte daha fazla teknolojik ilerleme sağlamak için büyük umut vaat ediyor. Nanografi'nin son teknoloji gümüş nanotelleriyle geleceğin yeniliklerine bir adım daha yaklaşın. Hemen bizimle iletişime geçin ve daha fazlasını keşfedin!

Kaynakça

De Guzman, N., Ramos, M., & Balela, M. D. (2018). Improvements in the electroless deposition of Ag nanowires in hot ethylene glycol for resistive touchscreen device. Materials Research Bulletin, 106, 446–454. https://doi.org/10.1016/J.MATERRESBULL.2018.06.030

Elektroeğirme Prosesi Çalışma Parametrelerinin Polimerik Nanofiber Membranların Morfolojisine Etkilerinin İncelenmesi - Turkchem. (n.d.). Retrieved March 5, 2024, from https://www.turkchem.net/elektroegirme-prosesi-calisma-parametrelerinin-polimerik-nanofiber-membranlarin-morfolojisine-etkilerinin-incelenmesi.html

Li, B., Jiang, B., Tang, H., & Lin, Z. (2015). Unconventional seed-mediated growth of ultrathin Au nanowires in aqueous solution. Chemical Science, 6(11), 6349–6354. https://doi.org/10.1039/C5SC02337H

Ma, Z., Zhao, D., She, C., Yang, Y., & Yang, R. (2021). Personal thermal management techniques for thermal comfort and building energy saving. Materials Today Physics, 20, 100465. https://doi.org/10.1016/J.MTPHYS.2021.100465

New ultralight silver nanowire aerogel is boon for energy and electronics industries | Lawrence Livermore National Laboratory. (n.d.). Retrieved March 5, 2024, from https://www.llnl.gov/article/43756/new-ultralight-silver-nanowire-aerogel-boon-energy-and-electronics-industries

Silver Element’s Specifications and Applications - Nanografi Nano Technology. (n.d.). Retrieved March 5, 2024, from https://nanografi.com/blog/silver-elements-specifications-and-applications/

Silver Nanowires & Applications - Nanografi Blog - Nanografi Nano Technology. (n.d.). Retrieved March 5, 2024, from https://nanografi.com/blog/silver-nanowires-applications-nanografi-blog/

Synthesis and Applications of Silver Nanowires - Nanografi Nano Technology. (n.d.). Retrieved March 5, 2024, from https://nanografi.com/blog/synthesis-and-applications-of-silver-nanowires-/

Tsai, C. H., Chen, S. Y., Gloter, A., & Song, J. M. (2020). Template-Free and Surfactant-Free Synthesis of Selective Multi-Oxide-Coated Ag Nanowires Enabling Tunable Surface Plasmon Resonance. Nanomaterials 2020, Vol. 10, Page 1949, 10(10), 1949. https://doi.org/10.3390/NANO10101949