نانوسیم نقره

نانوسیم نقره چیست؟

نانوسیم‌ نقره ساختارهایی در مقیاس نانو هستند که عمدتاً از اتم‌های نقره تشکیل شده‌اند و شبیه سیم می­باشند. این نانوسیم‌ها به دلیل اندازه و ترکیباتشان، خواص الکتریکی، حرارتی و نوری منحصر به فردی از خود نشان می‌دهند. آن‌ها معمولاً با داشتن قطرهایی در محدوده نانومتر و طول‌های مختلف از ده‌ها نانومتر تا چندین میکرومتر مشخص می‌شوند.

نانوسیم‌های نقره توسط روش‌های مختلفی تولید می‌شوند. انتخاب روش به خواص و کاربرد مورد نظر بستگی دارد. نانوسیم‌های نقره به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود کاربردهای متنوعی در صنعت و تحقیقات دارند.

AMINBIC مفتخر است که نانوسیم نقره با کیفیت بالا را جهت استفاده‌های مختلف ارائه میدهد.

چند روش متداول در تولید نانوسیم‌ نقره

1. روش پلی‌اُل: در این روش، یک پلی‌اُل مانند اتیلن گلیکول هم به عنوان حلال و هم به عنوان عامل احیا کننده عمل می‌کند. پیش سازهای نقره، مانند نیترات نقره، در پلی‌ا‌ُل حل می‌شوند و یک عامل پوشش دهنده، مانند پلی وینیل پیرولیدون (PVP)، اغلب برای کنترل رشد و تثبیت نانوسیم‌ها استفاده می‌شود. این واکنش معمولاً در دماهای بالا انجام می‌شود.

2. رسوب الکتروشیمیایی: رسوب الکتروشیمیایی شامل کاهش یون‌های نقره بر روی یک بستر رسانا در حضور یک الکترولیت پشتیبان می­باشد. یک الکترود نقره به عنوان منبع یون نقره عمل می­کند و یک الکترود ضد آن برای تکمیل مدار الکتریکی استفاده می‌شود.

3. روش دارای الگو و قالب: در این روش از قالب‌ها برای هدایت رشد نانوسیم‌ها استفاده می­شود. یکی از روش‌های رایج استفاده از قالب‌های متخلخل مانند غشاءهای آلومینا یا پلی‌کربنات است که در آن نقره در منافذ رسوب می‌کند و در نتیجه نانوسیم‌ها پس از برداشتن قالب ایجاد می‌شوند.

4. رشد دانه: در این روش، ابتدا نانوذرات نقره کوچک (دانه­‎‌ها) سنتز می‌شوند و سپس به عنوان محل هسته‌زایی برای رشد نانوسیم‌های بلندتر عمل می‌کنند.

 برخی از کاربردهای صنعتی نانوسیم نقره

1. فیلم‌های رسانا شفاف: یکی از کاربردهای نانوسیم‌های نقره در ساخت فیلم‌های رسانای شفاف است. این فیلم‌ها در دستگاه‌های الکترونیکی مانند صفحه نمایش لمسی و سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شوند.
2. بردها و صفحات الکترونیک انعطاف پذیر: انعطاف‌پذیری و رسانایی بالای نانوسیم‌های نقره، آن‌ها را برای کاربردهای الکترونیکی انعطاف‌پذیر و قابل کشش مناسب می‌سازد. آن‌ها را می­توان در مدارهای انعطاف پذیر، حسگرها و دستگاه­های پوشیدنی ادغام کرد.
3. کاتالیزور: سطح بالا و مورفولوژی منحصر به فرد نانوسیم‌های نقره، آن‌ها را به کاتالیزورهای بالقوه برای واکنش‌های شیمیایی مختلف تبدیل می‌کند.
4. سنسورها: خواص الکتریکی نانوسیم‌های نقره آن‌ها را در توسعه حسگرهایی برای تشخیص گازها، بیومولکول‌ها یا سایر آنالیت‌ها مفید می‌سازد. این سنسورها در نظارت بر محیط زیست، مراقبت های بهداشتی و تنظیمات صنعتی کاربرد دارند.
5. دستگاه‌های ساطع کننده نور: نانوسیم‌های نقره را می‌توان در دستگاه‌های ساطع کننده نور، مانند دایودهای ساطع کننده نور آلی (OLED)، برای افزایش رسانایی و بهبود عملکرد دستگاه، گنجاند.

 برخی از کاربردهای زیست پزشکی نانوسیم‌های نقره

1. عوامل آنتی باکتریال: از نانوذرات نقره، از جمله نانوسیم‌ها، می‌توان برای ایجاد پوشش‌های ضدباکتری بر روی وسایل پزشکی مانند کاتتر، ایمپلنت و پانسمان زخم استفاده کرد، که به جلوگیری از عفونت کمک می‌کند و زیست سازگاری کلی این دستگاه‌ها را افزایش می‌دهد.
2. التیام زخم: با گنجاندن آن‌ها در پانسمان یا داربست، می توان محیط مساعدی را برای تکثیر سلولی و بازسازی بافت فراهم کرد.
3. تصویربرداری زیستی: خواص نوری نانوسیم‌های نقره، آن‌ها را برای کاربردهای تصویربرداری زیستی مناسب می‌سازد. آن‌ها می‌توانند به عنوان عوامل کنتراست در روش های مختلف تصویربرداری، استفاده شوند.
4. رابط‌های عصبی: رسانایی الکتریکی عالی، آن‌ها را برای ارتباط با نورون‌ها و سایر سلول‌ها مناسب می­کند. این را می‌توان در توسعه الکترودهای انعطاف پذیر و زیست سازگار برای پروتزهای عصبی یا رابط­های مغز و ماشین به کار برد.
5. فوتوترمال تراپی: نانوسیم‌های نقره می‌توانند نور را در ناحیه مادون قرمز (NIR) جذب کنند. در معرض نور NIR گرما تولید می‌کنند که می‌تواند برای تخریب هدفمند سلول‌های سرطانی  مورد استفاده قرار گیرد.

آینده نانوسیم نقره

تقاضای فزاینده برای ادغام میکروسیستم­های الکترونیکی باعث شده است که تحقیقات گسترده­ای در مورد نانوسیم­های فلزی به دلیل خواص نوری آن‌ها انجام شود. این امر باعث توسعه فناوری­های پیشرفته متعدد در بخش­های مختلف شده است. نقره رسانایی الکتریکی خوبی دارد و به همین دلیل است که نانوسیم‌های نقره رسانایی الکتریکی عالی و انعطاف‌پذیری نوری بیشتری دارند.

 این عوامل برای ساخت دستگاه­های الکترونیک نوری و الکترونیکی مهم هستند. تحقیقات همچنین نشان داده است که می­توان از نانوسیم­های نقره برای کوچک سازی مدارهای الکتریکی فوق العاده بزرگ و دستگاه­های کوانتومی در زمان آینده استفاده کرد.

احتمالاً نانوسیم‌های نقره‌ای به نسل بعدی اجازه می‌دهند تا پنل‌های لمسی انعطاف‌پذیر را در سطح وسیع ایجاد کنند. این به این دلیل است که آن‌ها در رسانایی الکتریکی بهتر از ایندیم-قلع-اکسید و مواد حسگر لمسی فعلی هستند. نانوسیم‌های نقره را می‌توان به راحتی روی بسترهای پلاستیکی انعطاف پذیر اعمال کرد. آن‌ها عملاً تخریب‌ناپذیر هستند، بنابراین نه تنها در پنل­های لمسی مفید هستند، بلکه نانوسیم­های نقره با رسانایی بالا در پنل­های خورشیدی با راندمان بالا و پنل­های روشنایی نیز کاربرد دارند.

نانوسیم‌های نقره پتانسیل بالایی برای توسعه کاربردهای فناوری پیشرفته دارند. این به دلیل ویژگی‌های الکتریکی، حرارتی و نوری هیجان انگیز آن‌ها است. آن‌ها تقریباً در همه بخش‌ها مانند اپتیک، الکترونیک، مغناطیسی، نساجی، خودرو، کاتالیزورهای با کارایی بالا و آکوستیک کاربرد دارند. در حال حاضر تحقیقات زیادی برای کشف بیشتر کاربردهای آن در حال انجام است.

منابع

Silver nanowires: Synthesis technologies, growth mechanism and multifunctional applications

Mini review of synthesis strategies of silver nanowires and their applications