(57)【要約】【課題】インク材料、発光材料、触媒材料等として有用な平均粒子径１０ｎｍ以下の単分散の銅ナノ粒子を、分散剤や界面活性剤を使用せずに簡便に製造する方法を提供する。【解決手段】銅化合物及び塩基をポリオール溶媒中に溶解することにより得られる原料溶液にマイクロ波を照射しながら加熱還流を行うことを特徴とする銅ナノ粒子の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅化合物及び塩基をポリオール溶媒中に溶解することにより得られる原料溶液にマイクロ波を照射しながら加熱還流を行うことを特徴とする銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項２】
前記塩基は、水酸化ナトリウムである、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記ポリオール溶媒は、エチレングリコール及びプロピレングリコールの少なくとも１種である、請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記原料溶液中の前記銅化合物の濃度は、銅イオン換算で１〜８０ｍＭである、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
前記原料溶液中の前記塩基の濃度は、０．１〜０．５Ｍである、請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
前記銅ナノ粒子の平均粒子径が１０ｎｍ以下である、請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
分散剤及び界面活性剤を使用しない、請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法により得られた銅ナノ粒子を含有することを特徴とするインク材料。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法により得られた銅ナノ粒子を含有することを特徴とする発光材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散安定性の高い銅ナノ粒子の製造方法に関し、特に分散剤や界面活性剤を使用することなく分散安定性の高い銅ナノ粒子を簡便に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属の粒子サイズを直径１ｎｍ〜５ｎｍ程度まで微粒子化すると、電子がその領域に閉じこめられるため、バルク金属の連続的なバンド構造ではなく、離散的なエネルギー準位をとるようになる（いわゆる量子サイズ効果）。また、粒子サイズが小さくなるほどバンドギャップエネルギーが増加し、金属ナノ粒子は粒子サイズに固有の発光を生じる。
【０００３】
上記光特性をはじめ、磁気特性、電気特性等において、バルク金属とは異なった性質を示す金属ナノ粒子は、各種の技術分野への応用が期待されている。例えば、粒子サイズが小さくなると表面積が増加して融点の低下が起こるという特性を利用し、金属ナノ粒子を含むインクジェットインクを用いて、基板上に金属微細配線からなる電子回路を作製する研究が進められている。また、金属ナノ粒子の触媒材料への応用も期待されている。
【０００４】
有機物で表面を保護した金属ナノ粒子を含む分散液をインク材料とし、回路パターンを組み込んだインクジェットを用いて基板の上に印刷し、低温加熱することにより有機物が除去されて粒子間が金属接合を起こす。これにより、高い熱・電気伝導性を持つ金属微細配線を形成することができる。インク材料としては、主に銀ナノ粒子が用いられているが（例えば、特許文献１）、微細配線中の銀が酸化することでイオン化し、基板の絶縁物上を移動して短絡を誘導し易い（いわゆるマイグレーション現象）。かかるマイグレーションの傾向は、Ａｇ＋＞Ｐｂ２＋≧Ｃｕ２＋＞Ｓｎ２＋＞Ａｕ＋の順となっており、金はマイグレーション現象を生じ難い点で望ましいが、高価である。そのため、銀よりもマイグレーション現象が起こり難く比較的低コストである銅が注目されている。
【０００５】
従来から金属配線として用いられるバルク銅は、酸化され易く導電率が低下すること、分散させ難いこと、焼成温度が高いこと等の欠点を有する。これに対して、銅ナノ粒子はバルク銅よりも焼結温度が低く、熱に弱い紙やプラスチック等の基板上にも金属微細配線を形成できる材料として期待されている。
【０００６】
しかしながら、銅ナノ粒子は金、銀等の金属ナノ粒子と比較して凝集し易く、数百ｎｍ〜数十ｎｍの凝集粒子径を有するため、インク材料として有用な平均粒子径１０ｎｍ以下の単分散の銅ナノ粒子の合成は困難と言われている。また、従来の銅ナノ粒子は分散剤や界面活性剤で表面処理されているが、低温加熱時にこれらを完全に除去できないおそれもあり、その場合には金属微細配線の電気伝導性に影響を及ぼす可能性がある。更に、加熱を伴わない他の用途に利用する場合には、表面処理剤を除去する工程が必要となる。
【０００７】
従って、インク材料、発光材料、触媒材料等として有用な、平均粒子径１０ｎｍ以下の単分散の銅ナノ粒子を、分散剤や界面活性剤を使用せずに簡便に製造する方法の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２２７７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、インク材料、発光材料、触媒材料等として有用な平均粒子径１０ｎｍ以下の単分散の銅ナノ粒子を、分散剤や界面活性剤を使用せずに簡便に製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、銅化合物を含む特定の原料溶液にマイクロ波を照射しながら加熱還流を行う場合には、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明は、下記の銅ナノ粒子の製造方法に関する。
１．銅化合物及び塩基をポリオール溶媒中に溶解することにより得られる原料溶液にマイクロ波を照射しながら加熱還流を行うことを特徴とする銅ナノ粒子の製造方法。
２．前記塩基は、水酸化ナトリウムである、上記項１に記載の製造方法。
３．前記ポリオール溶媒は、エチレングリコール及びプロピレングリコールの少なくとも１種である、上記項１又は２に記載の製造方法。
４．前記原料溶液中の前記銅化合物の濃度は、銅イオン換算で１〜８０ｍＭである、上記項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
５．前記原料溶液中の前記塩基の濃度は、０．１〜０．５Ｍである、上記項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
６．前記銅ナノ粒子の平均粒子径が１０ｎｍ以下である、上記項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
７．分散剤及び界面活性剤を使用しない、上記項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
８．上記項１〜７のいずれかに記載の製造方法により得られた銅ナノ粒子を含有することを特徴とするインク材料。
９．上記項１〜７のいずれかに記載の製造方法により得られた銅ナノ粒子を含有することを特徴とする発光材料。
【００１２】
以下、本発明の銅ナノ粒子の製造方法について詳細に説明する。
【００１３】
本発明の銅ナノ粒子の製造方法は、銅化合物及び塩基をポリオール溶媒中に溶解することにより得られる原料溶液にマイクロ波を照射しながら加熱還流を行うことを特徴とする。
【００１４】
上記特徴を有する本発明の銅ナノ粒子の製造方法は、銅化合物及び塩基をポリオール溶媒中に溶解して得られる原料溶液にマイクロ波を照射しながら加熱還流を行うことにより、簡便に平均粒子径が１０ｎｍ以下の単分散の銅ナノ粒子を製造することができる。特にマイクロ波を照射することにより加熱還流するため、均一且つ急速な核形成が可能であり、平均粒子径が１０ｎｍ以下の単分散の銅ナノ粒子を効率よく製造することができる。また、溶液中に塩基を含有することにより、分散剤や界面活性剤を使用せずに単分散の銅ナノ粒子を製造することができる。
【００１５】
本発明で用いる銅化合物としては、ポリオール溶媒に溶解して銅イオンを生成するものであれば限定されず、例えば、CuCl2、CuSO4、Cu(CH3COO)2、Cu(NO3)2、Cu(acac)2等が挙げられる。上記Cu(acac)2はアセチルアセトン銅（ＩＩ）である。これらの銅化合物の中でも、銅イオンが還元され易く銅ナノ微粒子が得られ易い点で塩化物が好ましい。
【００１６】
原料溶液中の銅化合物の含有量は限定的ではないが、銅イオン換算で１〜８０ｍＭ程度が好ましく、２０〜５０ｍＭ程度がより好ましい。銅化合物の濃度が少なすぎる場合には、銅ナノ粒子が得られ難くなるだけでなく、相対的にポリオール溶媒の割合が増えるためにポリオール溶媒の副反応により生じる副生物（例えば、溶媒がエチレングリコールであればポリエチレングリコール等）の量が増加するおそれがある。銅化合物の濃度が多すぎる場合には、生成した銅ナノ粒子が凝集してバルク銅が析出するおそれがある。
【００１７】
本発明で用いるポリオール溶媒としては、銅化合物及び塩基を溶解できるとともに銅イオンの還元剤として作用するものであれば限定されない。よって、本発明ではポリオール溶媒が銅イオンの還元剤として作用するため、別途に還元剤を添加する必要がない。
【００１８】
本発明では、ポリオール溶媒としては、エチレングリコール及びプロピレングリコールの少なくとも１種を用いることが好ましい。そして、反応機構としては、エチレングリコールを用いる場合には、加熱還流時にエチレングリコールの脱水により生成したアセトアルデヒドが酸化されてジアセチルになる際に放出される電子により、溶液中の銅イオンが還元されて銅ナノ粒子が生成すると考えられている。
【００１９】
反応溶媒としてはポリオール溶媒単独でもよいが、ポリオール溶媒に高沸点の極性溶媒（例えば、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、エチレングリコールモノメチルエーテル等）を混合して用いてもよい。２種以上の溶媒を混合する場合には、溶媒中のポリオール溶媒の含有量は６０重量％以上が好ましく、９０重量％以上がより好ましい。
【００２０】
本発明で用いる塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リリウム等が挙げられる。これらの中でも、特に水酸化ナトリウムが好ましい。塩基を含有することにより、分散剤や界面活性剤を使用しなくても単分散の銅ナノ粒子を製造し易くなる。分散剤や界面活性剤を使用しなくても単分散の銅ナノ粒子が得られるため、別途にこれらを配合する工程や除去する工程を必要としない点で好ましい。
【００２１】
原料溶液中の塩基の含有量は限定的ではないが、０．１〜０．５Ｍ程度が好ましく、０．２〜０．３Ｍ程度がより好ましい。本発明で用いる塩基は、原料溶液中でポリオール溶媒と銅イオンとの相互作用（錯体化）を促進することにより、銅イオンの還元を促進する効果がある。通常、銅イオンにアルカリを加えるとCu2++2OH-→Cu(OH)2の反応が生じて青白色の沈殿が生じる。しかしながら、本発明で用いる原料溶液中ではこの沈殿は生じない。その理由としては、配位能力の高い水酸基を分子中に２つ以上有するポリオール溶媒分子がキレート化剤として作用し、銅錯体を形成することが考えられる。銅錯体としては限定的ではないが、例えば、［Cu(OH)4］2-、［Cu(OCH2CH2O)2］2-等が挙げられる。
【００２２】
詳細には、本発明では塩基を加えることにより水酸基が負電荷を帯び易くなり配位能力が更に高まり、ポリオール溶媒分子と銅イオンが強く相互作用することにより水酸化銅の生成を抑制するものと考えられる。
【００２３】
本発明の製造方法は、銅化合物及び塩基をポリオール溶媒中に溶解し、当該溶液にマイクロ波を照射しながら加熱還流を行う。マイクロ波を照射することによる加熱は、分子内の双極子の回転、振動による内部発熱であるため、従来のオイルバス等を用いた加熱法と比べて均一且つ急速な加熱を行うことができる。よって、均一且つ急速に反応溶液中で核形成がなされて単分散の銅ナノ粒子を効率的に製造することができる。
【００２４】
マイクロ波の周波数は２．４５ＧＨｚ程度が好ましく、出力としては１００〜３００Ｗの範囲が好ましく、２００〜３００Ｗの範囲がより好ましい。マイクロ波を照射すると、照射前の原料溶液に特徴的な青色が数分程度（５分程度）で消失し、一旦無色となり、次第に黄色くなるという変化が観察される。これは、銅イオンの還元、銅原子の核成長、銅ナノ粒子の生成が短時間に生じているためと考えられる。
【００２５】
上記出力範囲であれば、照射時間は１０〜１２０分程度が好ましく、３０〜６０分程度がより好ましい。照射時間が短すぎる場合は、銅ナノ粒子が十分に得られないおそれがある。また、照射時間が長すぎる場合は、反応溶液の粘度が増加するため取扱い難くなるおそれがある。マイクロ波を照射している際の反応溶液の温度は限定的ではないが、使用する溶媒の沸点付近の温度では副反応による生じる副生物が多くなるため、沸点よりも低い温度であることが好ましい。例えば、溶媒としてエチレングリコールを用いる場合には、１７０〜１９５℃程度が好ましく、１７５〜１８５℃程度がより好ましい。また、プロピレングリコールを用いる場合には、１７０〜１８５℃程度が好ましく、１７０〜１８０℃程度がより好ましい。いずれの溶媒を用いる場合でも、反応溶液の温度は１６５℃以上であることが必要であり、１６５℃未満の温度は避けることが好ましい。
【００２６】
加熱還流の雰囲気としては不活性雰囲気を用いる。例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性雰囲気が好ましい。また、加熱還流時は反応溶液を攪拌することが好ましい。加熱還流の終了時は、銅ナノ粒子が、目的の平均粒子径に到達した時点とすればよい。銅ナノ粒子の平均粒子径は、１０ｎｍ以下が好ましく、特に２〜５ｎｍ程度が好ましい。
【００２７】
本発明の製造方法は、分散剤や界面活性剤を取り除く等の後処理が必要なく、一段階の操作で銅ナノ粒子を製造することができる。そのため、銅ナノ粒子をゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）や遠心分離で分離する必要がなく効率的である。なお、溶媒としてエチレングリコール又はプロピレングリコールを用いた場合には副生物としてポリエチレングリコール（ＰＥＧ）又はポリプロピレングリコールが生じる場合があるが、反応終了後にベンゼン等により副生物を抽出することにより容易に分離することができる。
【００２８】
本発明の製造方法により得られる銅ナノ粒子は、各種分散媒に再分散させた場合も高い分散安定性を示して単分散性を維持できる。分散媒としては、エチレングリコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルミアミド、エタノール、水等が挙げられる。
【００２９】
本発明の製造方法により得られる銅ナノ粒子は、粒子サイズが小さくバルク銅と比べて融点が低下しているものと考えられる。詳細には、粒子サイズは平均粒子径が好ましくは１０ｎｍ以下であり、より好ましくは２〜５ｎｍである。また、融点は１５０〜２５０℃程度と考えられる。そのため、焼結温度が低く、熱に弱い紙やプラスチック等の基板上に金属微細配線を形成するためのインク材料として有用である。この点、好適な実施態様では、約２ｍｍの平均粒子径を有する銅ナノ粒子が約１５０℃の低温で焼結し、粒成長することが示されている（図１１参照）。その他、本発明の銅ナノ粒子は、触媒材料（触媒又は触媒担体）としても利用でき、更に、量子サイズ効果によりナノサイズ固有の発光を示すため、発光材料としての用途にも利用することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の銅ナノ粒子の製造方法は、銅化合物及び塩基をポリオール溶媒中に溶解して得られる原料溶液にマイクロ波を照射しながら加熱還流を行うことにより、簡便に平均粒子径が１０ｎｍ以下の単分散の銅ナノ粒子を製造することができる。特にマイクロ波を照射することにより加熱還流するため、均一且つ急速な核形成が可能であり、平均粒子径が１０ｎｍ以下の単分散の銅ナノ粒子を効率よく製造することができる。また、溶液中に塩基を含有することにより、分散剤や界面活性剤を使用せずに単分散の銅ナノ粒子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１における銅ナノ粒子の調製手順を示す図である。
【図２】実施例１で得られた銅ナノ粒子の紫外可視吸光スペクトルを示す図である。
【図３】実施例１で得られた銅ナノ粒子の蛍光スペクトルを示す図である。
【図４】実施例１で得られた銅ナノ粒子に紫外光を照射した場合に得られる青色発光を示す図である。なお、（ａ）はエチレングリコール、（ｂ）はＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、（ｃ）はエタノール、（ｄ）を分散媒として用いている。
【図５】実施例１で得られた銅ナノ粒子のＴＥＭ観察像を示す図である。
【図６】実施例１で得られた銅ナノ粒子の粒子径分布を示す図である。
【図７】実施例１で得られた銅ナノ粒子の赤外分光測定結果を示す図である。
【図８】実施例１で得られた銅ナノ粒子の紫外可視吸光スペクトル（還元直後（＝図２の還元後）、７日後、１４日後及び２１日後）を示す図である。
【図９】実施例１（塩基２ｍｌ）、実施例２（塩基１ｍｌ）及び比較例１（塩基０ｍｌ）の場合に得られる銅ナノ粒子の各紫外可視吸光スペクトルを比較した図である。
【図１０】実施例３で得られた銅ナノ粒子の紫外可視吸光スペクトルを示す図である。
【図１１】実施例１における銅ナノ粒子の約１５０℃の低温焼成後のＴＥＭ観察像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。
【００３３】
実施例及び比較例で使用した装置及び試料は下記の通りである。
【００３４】
紫外可視吸収（ＵＶ−ｖｉｓ）スペクトルは、JASCOのV-670を用いて、四面型石英セル（光路長１ｃｍ）に試料を２ｍｌ入れて測定した。後述の操作２で得られた銅ナノ粒子のエタノール分散液を用いた。
【００３５】
蛍光（ＰＬ）スペクトルは、JASCOのFP-6200を用いて、四面型石英セルに試料を２ｍｌ入れて測定した。後述の操作２で得られた銅ナノ粒子のエタノール分散液を用いた。
【００３６】
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察のための試料は、後述の操作２で得られた銅ナノ粒子のエタノール分散液を用いた。
【００３７】
赤外分光（ＩＲ）測定は、ＪＡＳＣＯのＦＴ／ＩＲ−４２００を用いた。ＩＲ測定のための試料は、後述の操作３で得られた銅ナノ粒子の乾燥粉末を用いた。
【００３８】
実施例１（銅ナノ粒子及び各種試料の調製）
塩化銅（ＩＩ）と水酸化ナトリウムをそれぞれエチレングリコールに溶解し、３８ｍＭ銅溶液と０．５Ｍ水酸化ナトリウム溶液を調製した。３８ｍＭ銅溶液２ｍｌに０．５Ｍ水酸化ナトリウム溶液２ｍｌを加えると、錯体形成に伴い溶液は薄い青緑色から濃い青色に変化した。この原料溶液中の塩化銅の含有量は銅イオン換算で１９ｍＭであり、水酸化ナトリウムの含有量は０．２５Ｍである。
【００３９】
原料溶液を攪拌しながら窒素雰囲気下、１８５℃で３０分間マイクロ波（出力：２５０Ｗ）を照射して加熱（以下、「ＭＷ加熱」と言う）すると濃い青色の溶液は赤褐色に変化し、銅ナノ粒子分散液（１９ｍＭ）が得られた。
【００４０】
実施例１の銅ナノ粒子の調製手順を図１に示す。攪拌にはテフロン（登録商標）マイクロ型攪拌子（２×５ｍｍ）、還流は共通摺合ジムロート冷却管を用いて行った。
【００４１】
銅ナノ粒子の抽出及び各種試料の調製は、下記の操作により行った。
（操作１）
ジエチルエーテルを用いて銅ナノ粒子の抽出を行った。上記銅ナノ粒子分散液４ｍｌに１Ｍ塩酸１ｍｌを加えて中性にすると、赤褐色から黄色に変化した。次に、この混合溶液５ｍｌに３０分間超音波を照射した後、ジエチルエーテル４ｍｌを加えると二層分離した。上層は薄い黄色、下層は濃い黄色であった。
【００４２】
１０００ｒｐｍで１時間、テフロン（登録商標）オクタゴン型攪拌子（７．５×１５ｍｍ）を用いて攪拌を行った後に静置し、ピペッターを用いて上層を抽出した。次に、抽出した上層をエバポレータにより５０℃、１時間減圧濃縮して銅ナノ粒子ペーストを得た。
（操作２）
操作１で得られた銅ナノ粒子ペーストにエタノール４ｍｌを加えて、銅ナノ粒子のエタノール分散液を得た。
（操作３）
操作１で得られた銅ナノ粒子ペーストを８０℃、２４時間減圧乾燥して銅ナノ粒子の乾燥粉末を得た。
【００４３】
実施例１で得られた銅ナノ粒子の特性評価
実施例１で得られた銅ナノ粒子の紫外可視吸光スペクトルを図２に示し、蛍光スペクトルを図３に示す。いずれも、（ｂ）還元後のピークが銅ナノ粒子のピークであり、参考のために（ａ）還元前のピークを併せて示す。
【００４４】
紫外可視吸光スペクトルでは、銅ナノ粒子に起因すると推定される２１２ｎｍ、２３１ｎｍ及び２７５ｎｍの吸収ピークが認められる。Ｖｉｄａｌらによって合成された０．６１±０．１３ｎｍの粒子径を持つ銅クラスターの紫外可視吸光スペクトルは、既報によると２１２ｎｍ、２３１ｎｍ及び２９６ｎｍに紫外可視吸収ピークを有する。図２の紫外可視吸光スペクトルのピークは、Ｖｉｄａｌらの報告と非常に近い値であり同程度のサイズの銅ナノ粒子が得られていることが分かる。また、図２の紫外可視吸光スペクトルには、５５０ｎｍ付近に局在表面プラズモンピークが認められないことから、３ｎｍ以下の銅ナノ粒子が得られていることが示唆されている。
【００４５】
銅ナノ粒子のエタノール分散液に紫外光（波長３６５ｎｍ）を当てると２ｎｍ以下の金属ナノ粒子に特徴的な青色発光が観察された。そこで、蛍光分光測定を行ったところ、３５０ｎｍの励起波長で４７５ｎｍの蛍光を示した。この発光波長は、既報による数ｎｍの粒子径を有する銅ナノ粒子の蛍光波長（４２０ｎｍ）と近い値である。そのため、この点でも数ｎｍの粒子径を持つ銅ナノ粒子が得られていることが分かる。図４は、銅ナノ粒子を各種の分散媒に分散させて紫外光（波長３６５ｎｍ）を照射した場合の結果である。（ａ）はエチレングリコール、（ｂ）はＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、（ｃ）はエタノール、（ｄ）を分散媒として用いており、いずれの場合も青色発光が観察された。
【００４６】
銅ナノ粒子の高分解能ＴＥＭ観察像を図５に示す。銅ペーストをエタノールに再分散させた試料は高い分散安定性を示した。図５のＴＥＭ観察像によれば、シングルナノサイズ（約２〜３ｎｍ）の単分散の銅ナノ粒子が得られていることが分かる。ＴＥＭ観察像により銅原子の格子縞が観察されることから、得られた銅ナノ粒子は、単結晶であることが分かる。また、この銅ナノ粒子の粒子径分布を図６に示す。図６の結果によれば、平均粒子径が２．３±０．２５ｎｍであることが分かる。
【００４７】
高い分散安定性の理由を調べるために、銅ナノ粒子の表面状態を赤外分光測定により調べた。赤外分光測定の結果を図７に示す。図７の結果によると、エチレングリコールに由来する水酸基の伸縮振動（３１８０ｃｍ−１）とアルキル基（エチル基とメチル基）由来の伸縮振動（２９００ｃｍ−１）が観測されたことから、エチレングリコール分子が銅ナノ粒子表面に吸着することにより高い分散安定性が得られると考えられる。この点、溶媒としてプロピレングリコールを用いた場合には、プロピレングリコール分子が銅ナノ粒子表面に吸着することにより高い分散安定性が得られる。
【００４８】
銅ナノ粒子の紫外可視吸光スペクトル（還元直後、７日後、１４日後及び２１日後）を図８に示す。還元終了直後に認められた２５０ｎｍ付近と３００ｎｍ付近のピークは７日後に消失した。また、２２０ｎｍ付近のピーク強度は大幅に下がった。しかしながら、７日後、１４日後及び２１日後のピーク形状には大きな変化が見られず、得られた銅ナノ粒子は経時的に大きく変化せず安定性を維持していることが分かる。
【００４９】
銅ナノ粒子は、粒子サイズが小さくバルク銅と比べて融点が低下していると考えられる。銅ナノ粒子を約１５０℃の低温で加熱したところ、焼結して粒成長していることが分かる（図１１の結果から粒成長していることが認められる）。
【００５０】
以上より、本発明の銅ナノ粒子は、分散剤や界面活性剤を使用しなくても高い分散安定性と経時安定性を有している。よって、本発明の銅ナノ粒子は、金属微細配線を形成するためのインク材料、触媒材料、発光材料等として有用である。
【００５１】
実施例２及び比較例１（塩基量の相違）
実施例１において、０．５Ｍ水酸化ナトリウム溶液の量を１ｍｌにしたものを実施例２とし０ｍｌ（塩基不使用）にしたものを比較例１とした。
【００５２】
実施例１（２ｍｌ）、実施例２（１ｍｌ）及び比較例１（０ｍｌ）の場合に得られる銅ナノ粒子の各紫外可視吸光スペクトルを図９に示す。
【００５３】
塩基量２ｍｌ（実施例１）、１ｍｌ（実施例２）で合成した試料では赤褐色の銅ナノ粒子が得られたが、塩基を加えず合成した試料（比較例１）では、ＭＷ加熱後も溶液の色は薄い青緑色であった。図９に示す紫外可視吸光スペクトルを比較すると、塩基を加えずに合成した試料（比較例１）では２２０ｎｍ及び２７０ｎｍ付近の特徴的な強いピークが認められないため、銅イオンの還元反応は進行せず、銅ナノ粒子は得られていない。
【００５４】
実施例３（溶媒がプロピレングリコール）
実施例１において、溶媒をプロピレングリコールに変えた以外は実施例１と同様にして銅ナノ粒子を得た。合成前及び合成後の紫外可視吸光スペクトル図１０に示す。
【００５５】
図１０のスペクトルによると、プロピレングリコール溶媒の試料の紫外可視吸光スペクトルは２１５ｎｍ、２３７ｎｍ、２７８ｎｍ及び４０５ｎｍにピークが見られた。よって、実施例１と同様に銅ナノ粒子が得られていることが分かる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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