一种实现金属纳米材料转移的方法与流程

本发明涉及纳米材料微加工领域，尤其涉及一种实现金属纳米材料转移的方法。

背景技术：

纳米材料具备宏观材料所没有的独特性质，在微电子，生物、精细陶瓷、化工等领域有着广泛的应用前景。纳米材料的使用会涉及到微观领域的操作(例如：纳米材料的预先排布)，通常需要我们将预先排布好的纳米材料转移到需要的位置。

目前，广泛采用的纳米材料转移的方法主要有粘贴转移和嵌入式转移。粘贴转移是利用胶黏剂的黏贴作用将纳米材料转移到有粘性的衬底上，但这种方式通常存在转移不完全的问题，而且还会在纳米材料之间引入胶黏剂的杂质，不利于纳米材料的实际应用。嵌入式转移通常是将某有机液体覆盖于纳米材料之上，待固化后揭下有机薄膜即可实现纳米材料的转移，但这种方式适用的纳米材料有限，而且也存在引入杂质的问题，不利于纳米材料的实际应用。因此寻找一种纳米材料无损转移的方法尤为重要。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种实现金属纳米材料转移的方法，不仅成本低、操作简单，而且填补了纳米材料微加工技术的空白，适用于卷对卷批量生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种实现金属纳米材料转移的方法，包括以下步骤：

步骤a、将一个空白衬底覆盖于承载有金属纳米材料的衬底上，使金属纳米材料夹在这两个衬底之间，从而得到叠放在一起的两个衬底；其中，所述空白衬底的亲水性强于所述承载有金属纳米材料的衬底；

步骤b、在所述叠放在一起的两个衬底上施加使这两个衬底贴合更紧的压力，在卸压后将这两个衬底分离，从而即实现金属纳米材料的转移。

优选地，所述的金属纳米材料包括金属纳米线、金属纳米颗粒、金属纳米球、金属纳米阵列中的至少一种。

优选地，所述的空白衬底与所述的承载有金属纳米材料的衬底为同一种衬底。

优选地，所述的空白衬底与所述的承载有金属纳米材料的衬底为不同种衬底。

优选地，所述的空白衬底为刚性衬底或柔性衬底。

优选地，所述的承载有金属纳米材料的衬底为刚性衬底或柔性衬底。

优选地，所述的空白衬底经过亲水处理。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的实现金属纳米材料转移的方法利用了金属纳米材料对亲水性强的衬底附着力更强的特点，将亲水性强的空白衬底覆盖于承载有金属纳米材料的衬底上，并通过向这两个叠放在一起的衬底上施加使这两个衬底贴合更紧的压力，从而在无胶黏剂存在的条件下实现金属纳米材料由亲水性差的衬底向亲水性强的衬底上的转移。由此可见，该实现金属纳米材料转移的方法不仅成本低、操作简单、不会引入杂质，而且填补了纳米材料微加工技术的空白，适用于卷对卷批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例1中进行转移前后的银纳米线的扫描电镜照片。

图2为本发明实施例1中进行转移前后的衬底上银纳米线导电薄膜的电阻示意图。

图3为本发明实施例1提供实现金属纳米材料转移的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面对本发明所提供的实现金属纳米材料转移的方法进行详细描述。

一种实现金属纳米材料转移的方法，包括以下步骤：

步骤a、将一个空白衬底覆盖于承载有金属纳米材料的衬底上，使金属纳米材料夹在这两个衬底之间，从而得到叠放在一起的两个衬底。其中，所述空白衬底的亲水性强于所述承载有金属纳米材料的衬底。

步骤b、在所述叠放在一起的两个衬底上施加使这两个衬底贴合更紧的压力，在卸压后将这两个衬底分离，从而即在无胶黏剂存在的条件下实现金属纳米材料的转移。

具体地，该实现金属纳米材料转移的方法可以包括以下实施方案：

(1)所述的空白衬底是没有承载有金属纳米材料的衬底，即需要将金属纳米材料转移到该空白衬底上。所述空白衬底的亲水性强于所述承载有金属纳米材料的衬底，而金属纳米材料对亲水性强的衬底附着力更强，因此在压力的作用下金属纳米材料可以实现由亲水性差的衬底转移到亲水性强的衬底上。在实际应用中，所述的空白衬底最好是进行亲水处理后的空白衬底。

(2)该实现金属纳米材料转移的方法适用的衬底范围广。所述的空白衬底与所述的承载有金属纳米材料的衬底可以为同一种衬底，也可以为不同种衬底。所述空白衬底和所述承载有金属纳米材料的衬底均可以采用刚性衬底或柔性衬底。所述刚性衬底如钢化玻璃、不锈钢板、塑料板等；所述柔性衬底如聚酯(pet)衬底、聚酰亚胺(pd)衬底、薄膜聚乙烯醇(pva)衬底等。

(3)该实现金属纳米材料转移的方法适用的金属纳米材料范围广。所述金属纳米材料可以包括金属纳米线、金属纳米颗粒、金属纳米球、金属纳米阵列等金属纳米材料。

(4)该实现金属纳米材料转移的方法在无胶黏剂存在的条件下实现金属纳米材料由亲水性差的衬底向亲水性强的衬底上的转移，并且在常温常压下即可进行，无需热处理，因此成本低、操作简单、不会向金属纳米材料中引入杂质。

(5)采用该实现金属纳米材料转移的方法对纳米线网状膜进行转移，不仅成本低、操作简单、不会引入杂质，而且能够提高薄膜接触性质，降低薄膜电阻。

(6)该实现金属纳米材料转移的方法需要金属纳米材料附着在衬底上，因此可以事先将金属纳米材料涂覆在衬底，形成承载有金属纳米材料的衬底。

综上可见，本发明实施例不仅成本低、操作简单，而且填补了纳米材料微加工技术的空白，适用于卷对卷批量生产。

为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的实现金属纳米材料转移的方法进行详细描述。

实施例1

如图3所示，一种实现金属纳米材料转移的方法，包括以下步骤：

步骤a、取两个pet衬底放入乙醇溶液中超声清洗20分钟，再用去离子水清洗并烘干，从而得到两个干燥的pet衬底；然后将其中一个pet衬底在臭氧等离子清洗机中清洗30分钟(即亲水处理)，从而得到一个亲水性强的pet衬底(经臭氧等离子清洗机清洗过的pet衬底具有较强的亲水性)。

步骤b、在未经过臭氧等离子清洗机清洗的pet衬底上喷涂银纳米线，从而得到承载有银纳米线的pet衬底。

步骤c、将亲水性强的pet衬底覆盖于承载有银纳米线的pet衬底上，使银纳米线夹在这两个pet衬底之间，从而得到叠放在一起的两个pet衬底。

步骤d、在所述叠放在一起的两个pet衬底上施加使这两个衬底贴合更紧的压力。

步骤e、卸压后并揭开亲水性强的pet衬底，从而银纳米线转移到了亲水性强的pet衬底上，即在无胶黏剂存在的条件下实现了银纳米线成功转移(如图3中的f所示)。

具体地，在本发明实施例1实施的过程中进行以下观测和检测：

(1)分别对未进行银纳米线转移前衬底(即本发明实施例1步骤b中承载有银纳米线的pet衬底)上的银纳米线、进行银纳米线转移后亲水性强衬底(即本发明实施例1步骤e中亲水性强的pet衬底)上的银纳米线、以及进行银纳米线转移后原始衬底(即本发明实施例1步骤e中未经过臭氧等离子清洗机清洗的pet衬底)上的银纳米线进行观测，从而得到如图1所示的进行转移前后的银纳米线的扫描电镜照片；其中，图1a为未进行银纳米线转移前衬底上的银纳米线的扫描电镜照片，图1b为进行银纳米线转移后亲水性强衬底上的银纳米线的扫描电镜照片，图1c为未进行银纳米线转移后原始衬底上的银纳米线的扫描电镜照片，由图1a、图1b和图1c可以看出：未进行银纳米线转移前衬底上的银纳米线铺成了网状结构；银纳米线转后，原始衬底上基本没有残留，这说明本发明实施例1所提供的实现金属纳米材料转移的方法可以实现银纳米线的完全转移。

(2)分别对未进行银纳米线转移前衬底上银纳米线导电薄膜和进行银纳米线转移后亲水性强衬底上银纳米线导电薄膜进行电阻检测，从而得到如图2所示的进行转移前后的衬底上银纳米线导电薄膜的电阻对比示意图；其中，图2中的1表示未进行银纳米线转移前衬底上银纳米线导电薄膜的电阻，图2中的2表示进行银纳米线转移后亲水性强衬底上银纳米线导电薄膜的电阻。由图2可以看出：进行银纳米线转移后，银纳米线导电薄膜的电阻有了92％的降低，提高了银纳米线导电薄膜的导电性，这说明本发明实施例1所提供的实现金属纳米材料转移的方法不仅可以实现金属纳米材料的转移，而且可以增强银纳米线导电薄膜的导电性。

综上可见，本发明实施例不仅成本低、操作简单，而且填补了纳米材料微加工技术的空白，适用于卷对卷批量生产。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。