浅谈纳米银线制备及应用研究
一、纳米银线新型制备工艺研究
纳米银线 (AgNWs) 由于其优良的导电性、导热性、柔韧性及纳米材料独特的尺寸效应而引起广泛关注。
本文介绍了纳米银线的分类、制备技术原理、性能以及应用，重点研究了纳米银线的新型生产制备工艺，该工艺实现产品产量提高的同时还减少了人工成本。研究结果对探索新纳米材料和新制备工艺、开发纳米银线新用途具有重要参考价值。
（一）行业瓶颈
目前，纳米银的应用还不能完全被市场所接受，其主要问题是：生产成本高、生产效率低。
（1）生产成本高
目前纳米银线采用人工制造，产量低，对高速离心设备的要求较高，企业承担的设备、人工、环境等方面的成本非常高。计算出的成本为每克200多元，大大超过了下游企业的承受能力。
（2）生产效率低
由于人工生产效率低，因此很难适应市场的潜在需求。单人单套设备理论产量不到200克每天。所以，要在电子行业中大量使用纳米银线，必须改进生产工艺，降低生产成本，增加产量。
（二）新工艺制备流程分析
本文所设计的纳米银丝生产新技术，抛弃了传统的高速离心。采用常规的过滤方法，使整个过程完全自动化；与传统工艺相比，成本方面具有极大的优越性，使得纳米银的大规模商业化生产和应用成为可能。
具体生产制备流程如图2所示，先在原料塔1和原料塔2进行纳米银线晶种的制备：将聚乙烯吡咯烷酮溶解在乙二醇中，制成1～25gL的聚乙烯吡咯烷酮的乙二醇溶液；接着在溶液中加入浓度为1gL-25g/的可溶性银盐；
溶解后，再加入2μM/L～18mM/L含有氯离子和铁离子或者铜离子的可溶性化合物，搅拌使所有化合物溶解，得到透明溶液；将透明溶液加热至80～200℃，搅拌反应保持30min48，得到银灰色纳米银线分散液。
然后进行二次纳米银线的制备：以第一步得到的纳米银线分散液作为晶种，向纳米银线分散液中加入原料塔3中的乙二醇；纳米银线分散液的体积分数为1%～95%，加入0g/L～25g/L聚乙烯吡咯烷酮，溶解，接着加入浓度为1～25g/L的可溶性银盐，待反应物完全溶解；
最后进行三次纳米银线粉体的制备：以第三步得到的二次纳米银线粉体作为品种，将其溶解于乙二醇中，制备成0.1～50g/L的分散液，向分散液中加入1～25g/L聚乙烯吡咯烷酮溶解；
再加入浓度为1～25g/L的可溶性银盐，待反应物完全溶解后，再加入2μM/L～18M/L含有氯离子、铁离子或者铜离子的可溶性的化合物，搅拌使所有化合物溶解；将溶液加热至80~200℃，反应30min～48h，得到银白色三次纳米银线分散液。
并重复第三步将三次纳米银线粉体作为四次纳米银线粉体制备的品种，得到四次纳米银线粉体，以此类推，得到更多次纳米银线粉体。
针对在银浆、抗菌材料和柔性透明导电膜领域应用，并研究出6种不同性能指标的纳米银线产品；其中针对抗菌材料的纳米银产品为AB-200和AB-500、针对银浆的纳米银产品为CP-500和CP-600、针对透明导电材料的纳米银产品为MF-1000和TC-2500。
二、纳米银在银浆、抗菌材料和柔性透明导电膜领域应用分析
（一）银浆领域应用分析
银浆是一种由70%左右的银粉、黏结相和有机载体构成的导电材料，作为《电子信息产品污染控制管理办法》中的一种必用和替代材料，是国家实施无铅化计划的重要内容。
目前世界上用于填充银微米颗粒的高档银浆，其含银量80%～85%，加入纳米银线后，银导电胶中银的含量明显下降，整体成本下降；纳米银线还显著改善了银浆的电学性能。
银含量越低，胶体中的树脂成分越多，银浆力学性能越好，其弹性、抗老化等都得到了提高。
银浆生产厂家采用纳米银线可以打开银浆市场，逐渐扩大中高档银浆的利润空间，扭转国内目前高端银浆主要依靠进口的现状。
（二）抗菌材料领域应用分析
银的抗菌性很久以前就被人们所认识和应用，随着纳米科技的发展，银粉在纳米层上的杀灭效果有了很大的提升，少量的纳米银就具有很强的杀灭效果。
纳米银与传统的抗菌产品的性能对比如表1所示。抗菌用纳米银线活性高、分散性高，可广泛地适用于各种抗菌溶液及抗菌高分子材料中。
在生活用品、化工建材、医疗卫生、陶瓷制品和塑料制品等方面有着广泛应用。
三、结语
纳米银线可以明显改善银浆的导电性，降低生产成本，纳米银线制作柔性透明导电薄膜是目前各大电子公司的研究重点，也被视为下一代触控技术。纳米银线也因具有良好的抗菌性、安全性等优点，同样在医药卫生行业的银抗菌研究中逐渐引起人们的重视。
本文对纳米银的生产工艺进行了研究，改变了以往采用高速离心法制备纳米银丝的方式，采用常规的过滤方法，并对其制备过程进行了详细论述，研究结果对推动纳米银国内产业化应用具有较高的参考价值。
