(57)【要約】金属ナノワイヤ、組成物、および物品を生成する方法を開示する。このような方法は、触媒濃度変動が存在する場合であっても、再現性よく均一な直径および長さを有する金属ナノワイヤの生成を可能にする。このような金属ナノワイヤは、電子用途に有用である。
2014508856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのハロゲン化物イオンを形成することができる少なくとも１つの化合物であって、少なくとも１つの第１の原子と、前記少なくとも１つの第１の原子に結合した少なくとも１つのハロゲン原子と、前記少なくとも１つの第１の原子に結合した少なくとも１つの炭素原子とを含む、化合物を提供することと、
前記少なくとも１つの化合物または前記少なくとも１つのハロゲン化物イオンのうちの少なくとも１つの存在下で、少なくとも１つの第１の金属イオンを少なくとも１つの第１の金属に還元することと、を含み、
前記少なくとも１つの第１の原子と前記少なくとも１つのハロゲン原子との電気陰性度の差の絶対値が約０．４ポーリング単位超かつ約２．０ポーリング単位未満である、方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの第１の原子は、ホウ素原子、窒素原子、リン原子、ケイ素原子、硫黄原子、セレン原子、または炭素原子のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの第１の原子は、ホウ素原子、リン原子、ケイ素原子、または炭素原子のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのハロゲン化物イオンを、前記少なくとも１つの化合物の加溶媒分解によって形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのハロゲン化物イオンは、少なくとも１つの塩化物イオンまたは臭化物イオンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの化合物は、少なくとも１つのカルボカチオンを形成することができる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの化合物は、ジエチルジクロロシラン、フェニルホスホン酸ジクロリド、ジクロロフェニルボラン、またはトリフェニルメチルクロリドのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第１の金属は、少なくとも１つのＩＵＰＡＣ第１１族元素または少なくとも１つの貨幣金属を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも第１の金属は銀を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法に従って生成される、前記少なくとも１つの第１の金属を含む、少なくとも１つのナノワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノワイヤ調製方法、組成物、および物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
銀ナノワイヤ（１０〜２００のアスペクト比）の一般的な調製が知られている。例えば、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，２００９，４８，６０，Ｙ．Ｘｉａ，Ｙ．Ｘｉｏｎｇ，Ｂ．Ｌｉｍ，Ｓ．Ｅ．Ｓｋｒａｂａｌａｋを参照されたく、同文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。このような調製は、典型的に、他の形態よりも、ワイヤ形成を「触媒する」ように、Ｆｅ２＋またはＣｕ２＋イオンを採用する。しかしながら、所望の長さおよび幅を有する銀ナノワイヤの制御された調製は知られていない。例えば、Ｆｅ２＋では、長さまたは太さのばらつきが生じ、Ｃｕ２＋では、多くの用途で太すぎるワイヤが得られてしまう。
【０００３】
鉄または銅を使用する場合、それらは、典型的に、金属ハロゲン化物塩ＦｅＣｌ２またはＣｕＣｌ２として提供される。例えば、Ｂ．Ｗｉｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｎｏ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００４，４，１７３３−１７３９およびＫ．Ｅ．Ｋｏｒｔｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｍａｔｓ．Ｃｈｅｍ．，２００８，１８，４３７を参照されたい。他の金属ハロゲン化物塩が、ナノワイヤの合成に使用されている。例えば、ＮａＣｌ、ＣｏＣｌ２、ＣｕＣｌ２、ＮｉＣｌ２、およびＺｎＣｌ２に言及する、Ｊ．Ｊｉｕ，Ｋ．Ｍｕｒａｉ，Ｄ．Ｋｉｍ，Ｋ．Ｋｉｍ，Ｋ．Ｓｕｇａｎｕｍａ，Ｍａｔ．Ｃｈｅｍ．＆Ｐｈｙｓ．，２００９，１１４，３３３、ならびにＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＭｎＣｌ２、ＣｕＣｌ２、およびＦｅＣｌ３に言及する、Ｓ．Ｎａｎｄｉｋｏｎｄａ，「Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  Ｓｉｌｖｅｒ  Ｎａｎｏｒｏｄｓ」，Ｍ．Ｓ．Ｔｈｅｓｉｓ，Ａｕｂｕｒｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ａｕｂｕｒｎ，Ａｌａｂａｍａ，ＵＳＡ，Ａｕｇｕｓｔ  ９，２０１０を参照されたい。ＫＢｒの使用は、例えば、Ｄ．Ｃｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．：Ｍａｔｅｒ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，２０１１，２２（１），６−１３、Ｌ．Ｈｕ  ｅｔ  ａｌ．，ＡＣＳ  Ｎａｎｏ，２０１０，４（５），２９５５−２９６３、およびＣ．Ｃｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ，Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，１７，３９３３に開示されている。ＮａＢｒの使用は、例えば、Ｌ．Ｚｈｏｕ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００９，９４，１５３１０２に開示されている。Ｓ．Ｍｕｒａｌｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２０１０，２６（１３），１１１７６−８３、Ｚ．Ｃ．Ｌｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｉｃｒｏ＆Ｎａｎｏ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，２０１１，６（２），９０−９３、およびＢ．Ｊ．Ｗｉｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２００５，２１，８０７７も、参照されたい。
【０００４】
特開２００９−１５５６７４号公報は、ＳｎＣｌ４の使用を開示する。米国特許出願公開第２０１０／０１４８１３２号は、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、およびＺｎＣｌ２の使用を開示する。米国特許出願公開第２００８／０２１００５２号および２０１１／００４８１７０号は、第４級塩化アンモニウムの使用を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５５６７４号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０１４８１３２号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／０２１００５２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１１／００４８１７０号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｙ．Ｘｉａ，Ｙ．Ｘｉｏｎｇ，Ｂ．Ｌｉｍ，Ｓ．Ｅ．Ｓｋｒａｂａｌａｋ、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，２００９，４８，ｐｐ．６０
【非特許文献２】Ｂ．Ｗｉｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｎｏ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００４，４，ｐｐ．１７３３−１７３９
【非特許文献３】Ｋ．Ｅ．Ｋｏｒｔｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｍａｔｓ．Ｃｈｅｍ．，２００８，１８，ｐｐ．４３７
【非特許文献４】Ｊ．Ｊｉｕ，Ｋ．Ｍｕｒａｉ，Ｄ．Ｋｉｍ，Ｋ．Ｋｉｍ，Ｋ．Ｓｕｇａｎｕｍａ，Ｍａｔ．Ｃｈｅｍ．＆Ｐｈｙｓ．，２００９，１１４，ｐｐ．３３３
【非特許文献５】Ｓ．Ｎａｎｄｉｋｏｎｄａ，「Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  Ｓｉｌｖｅｒ  Ｎａｎｏｒｏｄｓ」，Ｍ．Ｓ．Ｔｈｅｓｉｓ，Ａｕｂｕｒｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ａｕｂｕｒｎ，Ａｌａｂａｍａ，ＵＳＡ，Ａｕｇｕｓｔ  ９，２０１０
【非特許文献６】Ｄ．Ｃｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．：Ｍａｔｅｒ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，２０１１，２２（１），ｐｐ．６−１３
【非特許文献７】Ｌ．Ｈｕ  ｅｔ  ａｌ．，ＡＣＳ  Ｎａｎｏ，２０１０，４（５），ｐｐ．２９５５−２９６３
【非特許文献８】Ｃ．Ｃｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ，Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，１７，ｐｐ．３９３３
【非特許文献９】Ｌ．Ｚｈｏｕ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００９，９４，ｐｐ．１５３１０２
【非特許文献１０】Ｓ．Ｍｕｒａｌｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２０１０，２６（１３），ｐｐ．１１１７６−８３
【非特許文献１１】Ｚ．Ｃ．Ｌｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｉｃｒｏ＆Ｎａｎｏ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，２０１１，６（２），ｐｐ．９０−９３
【非特許文献１２】Ｂ．Ｊ．Ｗｉｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２００５，２１，ｐｐ．８０７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
所望の長さおよび幅を有する銀ナノワイヤの制御された調製は知られていない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
少なくとも第１の実施形態は、少なくとも１つのハロゲン化物イオンを形成することができる少なくとも１つの化合物であって、少なくとも１つの第１の原子と、少なくとも１つの第１の原子に結合した少なくとも１つのハロゲン原子と、少なくとも１つの第１の原子に結合した少なくとも１つの炭素原子とを含む、化合物を提供することと、少なくとも１つの化合物または少なくとも１つのハロゲン化物イオンのうちの少なくとも１つの存在下で、少なくとも１つの第１の金属イオンを少なくとも１つの第１の金属に還元することと、を含む、方法を提供する。このような方法において、少なくとも１つの第１の原子と少なくとも１つのハロゲン原子との電気陰性度の差の絶対値が約０．４ポーリング単位超かつ約２．０ポーリング単位未満であり得る。
【０００９】
このような方法において、少なくとも１つの第１の原子は、例えば、ホウ素原子、窒素原子、リン原子、ケイ素原子、硫黄原子、セレン原子、または炭素原子のうちの少なくとも１つを含み得る。あるいは、場合によっては、少なくとも１つの第１の原子は、ホウ素原子、リン原子、ケイ素原子、または炭素原子のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【００１０】
場合によっては、少なくとも１つのハロゲン化物イオンは、例えば、少なくとも１つの塩化物イオン、臭化物イオン、またはヨウ化物イオンを含み得る。あるいは、場合によっては、少なくとも１つのハロゲン化物は、少なくとも１つの塩化物イオンまたは臭化物イオンを含んでもよい。
【００１１】
少なくとも一部の実施形態において、少なくとも１つの化合物は、少なくとも１つのカルボカチオンを含み得る。例えば、このようなカルボカチオンは、第１級カルボカチオン、第２級カルボカチオン、または第３級カルボカチオンであってもよい。
【００１２】
少なくとも１つの化合物の非限定的な例は、ジエチルジクロロシラン、フェニルホスホン酸ジクロリド、ジクロロフェニルボラン、およびトリフェニルクロロメタンである。
【００１３】
少なくとも一部の実施形態において、このような方法は、少なくとも１つの第１のハロゲン化物イオンを、少なくとも１つの化合物の加溶媒分解によって形成することをさらに含んでもよい。加溶媒分解は、例えば、加水分解、アルコール分解、酸分解、アミノ分解、または加アンモニア分解のうちの１つ以上を含み得る。
【００１４】
少なくとも場合によっては、少なくとも１つの第１の金属は、例えば、少なくとも１つのＩＵＰＡＣ第１１族元素または少なくとも１つの貨幣金属を含んでもよい。例示的な少なくとも１つの第１の金属は、銀である。
【００１５】
他の実施形態は、このような方法によって生成される少なくとも１つの第１の金属を提供する。さらに他の実施形態は、このような方法によって生成される少なくとも１つの第１の金属を含む、ナノワイヤを提供する。
【００１６】
少なくとも第２の実施形態は、少なくとも１つのハロゲン化物イオンを形成することができる、ある量の少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物を含む、組成物を提供することと、その組成物の存在下で、少なくとも１つの第１の金属イオンを少なくとも１つの第１の金属に還元することと、を含む、方法を提供する。少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物は、例えば、少なくとも１つのハロゲン原子に結合した少なくとも１つのケイ素原子、または少なくとも２つのハロゲン原子に結合した少なくとも１つのケイ素原子を含み得る。少なくとも１つのハロゲン化物イオンは、例えば、少なくとも１つの塩化物イオンを含んでもよい。少なくとも１つの第１の銀金属イオンは、例えば、少なくとも１つのＩＵＰＡＣ第１１族元素、または少なくとも１つの貨幣金属イオン、または少なくとも１つの銀イオンを含んでもよい。少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物は、例えば、少なくとも１つのハロゲン原子に結合し、さらに少なくとも１つの炭素原子にも結合したケイ素原子を含み得るか、または、それは、少なくとも１つのハロゲン原子に結合し、さらに少なくとも２つの炭素原子にも結合したケイ素原子を含み得るか、または、それは、例えば、ジエチルジクロロシランを含み得る。
【００１７】
少なくとも一部の実施形態において、このような方法は、少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物を選択すること、組成物中の少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物の量を選択すること、または還元を行うための少なくとも１つの温度を選択することのうちの少なくとも１つによって、ハロゲン化物生成の速度を調節することをさらに含む。
【００１８】
他の実施形態は、さらに、このような実施形態に従って生成される少なくとも１つの第１の金属生成物を提供する。このような生成物は、例えば、少なくとも１つのナノワイヤを含んでもよい。
【００１９】
なおも他の実施形態は、さらに、このような実施形態に従って生成される少なくとも１つの第１の金属生成物を含む、物品を提供する。このような物品は、例えば、電子デバイスを含んでもよい。
【００２０】
少なくとも第３の実施形態は、少なくとも１つのハロゲン化物イオンを形成することができる少なくとも１つの化合物であって、ホウ素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子、またはセレン原子のうちの少なくとも１つを含む、化合物を含む、組成物を提供することと、その組成物の存在下で、少なくとも１つの第１の金属イオンを少なくとも１つの第１の金属イオンに還元することと、を含む、方法を提供する。化合物は、例えば、少なくとも１つのハロゲン原子または少なくとも１つの炭素原子に結合した、少なくとも１つの第１の原子を含み得る。このような第１の原子は、例えば、ホウ素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子、またはセレン原子のうちの少なくとも１つを含んでもよい。例示的な少なくとも１つの化合物は、フェニルホスホン酸ジクロリドである。少なくとも一部の実施形態において、少なくとも１つのハロゲン化物イオンは、少なくとも１つの塩化物イオンを含む。少なくとも１つの第１の金属イオンは、例えば、少なくとも１つのＩＵＰＡＣ第１１族元素、または少なくとも１つの貨幣金属イオン、例えば、銀イオン等を含んでもよい。
【００２１】
少なくとも一部の実施形態において、このような方法は、少なくとも１つの化合物を選択すること、組成物中の少なくとも１つの化合物の量を選択すること、または還元を行うための少なくとも１つの温度を選択することのうちの少なくとも１つによって、ハロゲン化物生成の速度を調節することをさらに含んでもよい。
【００２２】
少なくとも一部の実施形態において、還元は、少なくとも１つの第１の金属イオンとは異なる原子番号を有する、少なくとも１つの第２の金属または金属イオンの存在下で行われ得る。
【００２３】
他の実施形態は、このような方法によって生成される、少なくとも１つの第１の金属生成物を提供する。このような生成物は、例えば、少なくとも１つのナノワイヤを含んでもよい。
【００２４】
さらに他の実施形態は、このような方法によって生成される少なくとも１つの第１の金属生成物を含む、物品を提供する。
【００２５】
少なくとも第４の実施形態は、少なくとも１つのカルボカチオンおよび少なくとも１つのハロゲン化物イオンを形成することができる、ある量の少なくとも１つの有機ハロゲン化物化合物を提供することと、組成物の存在下で、少なくとも１つの第１の金属イオンを少なくとも１つの第１の金属に還元することと、を含む、方法を提供する。
【００２６】
少なくとも一部の実施形態において、少なくとも１つの有機ハロゲン化物化合物は、少なくとも１つのハロゲン原子に結合し、さらに少なくとも１つの炭素−炭素結合によって少なくとも１つの芳香環にも結合した、炭素原子を含むことができる。あるいは、このような炭素原子は、少なくとも１つのハロゲン原子に結合し、さらに少なくとも２つの炭素−炭素結合によって少なくとも２つの芳香環にも結合し得る。あるいは、このような炭素原子は、１つのハロゲン原子に結合し、さらに３つの炭素−炭素結合によって３つの芳香環にも結合し得る。このような化合物は、例えば、トリフェニルクロロメタンを含んでもよい。
【００２７】
少なくとも一部の実施形態において、少なくとも１つのカルボカチオンは、少なくとも１つの第２級カルボカチオンもしくは第３級カルボカチオンを含むか、または少なくとも１つのカルボカチオンは、少なくとも１つの第３級カルボカチオンを含む。
【００２８】
場合によっては、少なくとも１つのハロゲン化物イオンは、塩化物イオンもしくは臭化物イオンを含むか、または少なくとも１つのハロゲン化物イオンは、少なくとも１つの塩化物イオンを含む。
【００２９】
少なくとも一部の実施形態において、このような方法は、少なくとも１つの有機ハロゲン化物化合物を選択すること、組成物中の少なくとも１つの有機ハロゲン化物化合物の量を選択すること、または還元を行うための少なくとも１つの温度を選択することのうちの少なくとも１つによって、ハロゲン化物生成の速度を調節することをさらに含んでもよい。
【００３０】
他の実施形態は、このような方法によって生成される、少なくとも１つの第１の金属生成物を提供する。このような生成物は、例えば、少なくとも１つのナノワイヤを含んでもよい。
【００３１】
さらに他の実施形態は、このような方法によって生成される少なくとも１つの第１の金属生成物を含む、物品を提供する。
【００３２】
これらの実施形態、ならびに他の改変および修正は、以下の図面の説明、図面、発明を実施するための形態、例示的な実施形態、実施例、および請求項から、より良好に理解することができる。提供されるいずれの実施形態も、例解的な例として与えられるに過ぎない。本質的に達成される他の望ましい目的および利点が、当業者には着想され得るか、または明らかになり得る。本発明は、添付の請求項によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１の銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図２】実施例２の銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図３】実施例３の銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図４】実施例４の銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図５】比較例８の反応生成物の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図６】比較例９の反応生成物の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図７】比較例１０の反応生成物の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図８】比較例１２の反応生成物の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図９】比較例１３の反応生成物の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図１０】比較例１４の反応生成物の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図１１】実施例１５の銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図１２】実施例１６の銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本文書において言及される全ての出版物、特許、および特許文書は、参照することによって、個々に組み込まれるかのように、それらの全体として参照することによって、本明細書に組み込まれる。
【００３５】
２０１１年１月１４日出願のＮＡＮＯＷＩＲＥ  ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ  ＭＥＴＨＯＤＳ，ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ，ＡＮＤ  ＡＲＴＩＣＬＥＳと題される米国仮出願第６１／４３２，６１５号、２０１１年５月２３日出願のＮＡＮＯＷＩＲＥ  ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ  ＭＥＴＨＯＤＳ，ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ，ＡＮＤ  ＡＲＴＩＣＬＥＳと題される米国仮出願第６１／４８８，８１１号、２０１１年５月２３日出願のＮＡＮＯＷＩＲＥ  ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ  ＭＥＴＨＯＤＳ，ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ，ＡＮＤ  ＡＲＴＩＣＬＥＳと題される米国仮出願第６１／４８８，８１４号、および２０１１年６月２３日出願のＮＡＮＯＷＩＲＥ  ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ  ＭＥＴＨＯＤＳ，ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ，ＡＮＤ  ＡＲＴＩＣＬＥＳと題される米国仮出願第６１／５００，１５５号は、それぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００３６】
少なくとも一部の実施形態は、金属イオンの還元に、少なくとも１つのハロゲン化物を形成することができる少なくとも１つの化合物を採用し、還元が少なくとも１つの化合物または少なくとも１つのハロゲン化物イオンの存在下で行われる、方法を提供する。このような化合物は、少なくとも１つの炭素原子および少なくとも１つのハロゲン原子に結合した、少なくとも１つの第１の原子を含む。少なくとも１つの第１の原子と少なくとも１つのハロゲン原子との間の結合は、「極性共有（ｐｏｌａｒ  ｃｏｖａｌｅｎｔ）」結合と称することができ、本出願では、少なくとも１つの第１の原子と少なくとも１つのハロゲン原子との電気陰性度の差の絶対値が、約０．４ポーリング単位超かつ約２．０ポーリング単位未満であるということを意味する。このような方法により、例えば、少なくとも１つの化合物の濃度に工程間（ｒｕｎ−ｔｏ−ｒｕｎ）の変動がある場合であっても、再現性よく均一な太さおよび長さを有する金属ナノワイヤの生成を可能にすることができる。
【００３７】
［金属イオンおよび金属生成物］
一部の実施形態は、金属イオンを金属に還元することを含む、方法を提供する。このような金属イオンは、ある反応条件下において、金属に還元することができるという意味で、「還元性金属イオン」と称することができる。このような方法において、金属イオンは、例えば、少なくとも１つのＩＵＰＡＣ第１１族の元素のイオン、または少なくとも１つの貨幣金属イオンを含んでもよい。貨幣金属イオンは、銅、銀、および金を含む、貨幣金属のうちの１つ以上のイオンである。このような金属イオンは、場合によっては、塩として提供されてもよい。例えば、銀カチオンは、例えば、硝酸銀として提供されてもよい。
【００３８】
このような実施形態において、少なくとも１つの金属は、少なくとも１つの金属イオンを還元することができる金属である。例えば、銀は、銀カチオンを還元することができる金属であると考えられる。
【００３９】
［炭素（複数可）、ハロゲン（複数可）、および極性共有結合（複数可）を含む、化合物］
一部の実施形態は、少なくとも１つの化合物またはハロゲン化物イオンの存在下で、金属イオンを金属に還元することを含む、方法を提供し、化合物は、少なくとも１つの炭素原子および少なくとも１つのハロゲン原子に結合した、少なくとも１つの第１の原子を含み、少なくとも１つの第１の原子と少なくとも１つのハロゲン原子との間の結合は、「極性共有」結合であり、本出願では、少なくとも１つの第１の原子と少なくとも１つのハロゲン原子との電気陰性度の差の絶対値が、約０．４ポーリング単位超かつ約２．０ポーリング単位未満であるということを意味する。
【００４０】
金属イオンの還元にこのような化合物を使用することで、触媒金属カチオンまたは他の非プロトン性カチオンをさらに提供することなく、ハロゲン化物イオンの提供を可能にすることができる。従来のナノワイヤ合成方法では、ハロゲン化物イオンは、ハロゲン含有化合物の性質によって規定される化学量論比で、触媒金属カチオンまたは他の非プロトン性カチオンとともに提供される。理論に束縛されることを望むものではないが、このようなカチオンの存在は、ナノワイヤを形成する能力および形成されるナノワイヤの形態の両方に影響を及ぼし得ると考えられる。それに代わって、本出願の方法および組成物は、少なくとも１つの化合物の濃度に工程間の変動がある場合であっても、再現性よく均一な太さおよび長さを有する金属ナノワイヤを提供することができる。
【００４１】
このような方法において、少なくとも１つの第１の原子は、例えば、ホウ素原子、窒素原子、リン原子、ケイ素原子、硫黄原子、セレン原子、または炭素原子のうちの少なくとも１つを含み得る。あるいは、場合によっては、少なくとも１つの第１の原子は、ホウ素原子、リン原子、ケイ素原子、または炭素原子のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【００４２】
場合によっては、少なくとも１つのハロゲン化物イオンは、例えば、少なくとも１つの塩化物イオン、臭化物イオン、またはヨウ化物イオンを含み得る。あるいは、場合によっては、少なくとも１つのハロゲン化物は、少なくとも１つの塩化物イオンまたは臭化物イオンを含んでもよい。
【００４３】
少なくとも１つの化合物の非限定的な例は、ジエチルジクロロシラン、フェニルホスホン酸ジクロリド、ジクロロフェニルボラン、およびトリフェニルクロロメタンである。
【００４４】
少なくとも１つの化合物の他の非限定的な例は、次の化学式を有する化合物である：ＲｘＳｉＸｙ、式中ｘ＋ｙ＝４かつｙがゼロでない；化合物ＲｘＢＸｙ、式中ｘ＋ｙ＝３かつｙがゼロでない；ボラジンＲｘＢ３Ｎ３Ｘｙ、式中ｘ＋ｙ＝３かつｙがゼロでない；ＲｘＰＸｙ、式中ｘ＋ｙ＝３かつｙがゼロでない；ＲｘＰＯＸｙ、式中ｘ＋ｙ＝３かつｙがゼロでない；酸ハロゲン化物ＲＣＯＸ；ＲｘＣＸｙ、式中ｘ＋ｙ＝４かつｙがゼロでない；ならびにＲｘＨｚＣＸｙ、式中ｘ＋ｙ＋ｚ＝４かつｘおよびｙがゼロでない。これらの式において、Ｘはハロゲン原子を表し、Ｒは、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、または置換アリール基を表す。置換アルキル基または置換アリール基は、ハロゲン、アルコキシ部分、アミン等を含んでもよい。
【００４５】
少なくとも一部の実施形態において、少なくとも１つの化合物は、少なくとも１つのカルボカチオンおよび少なくとも１つのハロゲン化物イオンを形成することができるものであり得る。このような化合物は、例えば、少なくとも１つのハロゲン原子に結合し、さらに少なくとも１つの炭素−炭素結合によって少なくとも１つの芳香環にも結合した炭素原子を含んでもよく、または化合物は、例えば、少なくとも１つのハロゲン原子に結合し、さらに少なくとも２つの炭素−炭素結合によって少なくとも２つの芳香環にも結合した炭素原子を含んでもよく、または化合物は、例えば、１つのハロゲン原子に結合し、さらに３つの炭素−炭素結合によって３つの芳香環にも結合した炭素原子を含んでもよい。場合によっては、このようなカルボカチオンは、少なくとも１つの第２級カルボカチオンもしくは第３級カルボカチオンを含んでもよく、または少なくとも１つのカルボカチオンは、少なくとも１つの第３級カルボカチオンを含む。このような化合物は、例えば、トリフェニルクロロメタンを含んでもよい。
【００４６】
［加溶媒分解］
少なくとも一部の実施形態において、このような方法は、少なくとも１つの第１のハロゲン化物イオンを、少なくとも１つの化合物の加溶媒分解によって形成することをさらに含んでもよい。加溶媒分解は、求核置換の一種であり、求核試薬が溶媒分子である。加溶媒分解は、例えば、加水分解、アルコール分解、酸分解、アミノ分解、または加アンモニア分解のうちの１つ以上を含み得る。
【００４７】
一部の実施形態において、加溶媒分解は、例として、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセロール、糖、炭水化物等といった１つ以上のポリオールを含み得る、反応混合物中において行うことができる。
【００４８】
少なくとも１つの化合物の加溶媒分解により、同時に触媒金属イオンまたは他の非プロトン性カチオンを導入することなく、ハロゲン化物イオンを提供することができる。理論に束縛されることを望むものではないが、少なくとも１つの第１の原子と少なくとも１つのハロゲン原子との間の極性共有結合の加溶媒分解は、ハロゲン化物イオンおよびプロトンまたはプロトン性カチオンを生成させると考えられる。
【００４９】
ハロゲン化物イオンと非プロトン性カチオンとの間の従来の化学量論的結合を除去することによって、低下した非プロトン性カチオンレベルの存在下、または非プロトン性カチオンがほとんど存在しないかもしくは全く存在しない状態であっても、金属イオンを還元することが可能である。
【００５０】
［ナノ構造、ナノ構造、ナノワイヤ、および物品］
一部の実施形態において、このような方法によって形成される金属生成物は、例えば、１次元ナノ構造といった、ナノ構造である。ナノ構造は、３００ｎｍ未満の少なくとも１つの「ナノスケール」寸法を有する構造である。このようなナノ構造の例は、ナノロッド、ナノワイヤ、ナノチューブ、ナノピラミッド、ナノプリズム、ナノプレート等である。「１次元」ナノ構造は、例えば、少なくとも約１０、または少なくとも約１００、または少なくとも約２００、または少なくとも約１０００倍大きいといった、他の２つのナノスケール寸法よりもはるかに大きい１つの寸法を有する。
【００５１】
このような１次元ナノ構造は、場合によっては、ナノワイヤを含み得る。ナノワイヤは、２つの短寸法（太さ寸法）が、３００ｎｍ未満、好ましくは１００ｎｍ未満であり、一方で第３の寸法（長さ寸法）が、１ミクロンを超え、好ましくは１０ミクロンを超え、アスペクト比（２つの太さ寸法のうちの大きいものに対する長さ寸法の比率）が、５を超える、１次元ナノ構造である。ナノワイヤは、他の可能な用途の中でも、電子デバイスにおける導体として、または光学デバイスにおける素子として、採用されている。銀ナノワイヤが、いくつかのこのような用途において、好ましい。
【００５２】
このような方法は、例えば、ナノ立方体、ナノロッド、ナノピラミッド、ナノチューブ等といった、ナノワイヤ以外のナノ構造を調製するために使用することができる。ナノワイヤおよび他のナノ構造生成物は、例えば、電子ディスプレイ、タッチスクリーン、ポータブル電話、携帯電話、コンピュータディスプレイ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ＰＯＰ（ｐｏｉｎｔ−ｏｆ−ｐｕｒｃｈａｓｅ）キオスク、音楽プレーヤ、テレビ、電子ゲーム、電子書籍リーダ、透明電極、太陽電池、発光ダイオード、他の電子デバイス、医療用撮像デバイス、医療用撮像媒体等といった、物品に組み込むことができる。
【００５３】
［調製方法］
例えば、ナノワイヤといったナノ構造を調製する一般的な方法は、「ポリオール」プロセスである。このようなプロセスは、例えば、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，２００９，４８，６０，Ｙ．Ｘｉａ，Ｙ．Ｘｉｏｎｇ，Ｂ．Ｌｉｍ，Ｓ．Ｅ．Ｓｋｒａｂａｌａｋにおいて説明され、同文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。このようなプロセスは、典型的に、例えば、銀カチオン等の金属カチオンを、例えば、銀ナノワイヤ等の所望の金属ナノ構造生成物に還元する。このような還元は、例として、例えば、エチレングリコール（ＥＧ）、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセロール、糖、炭水化物等といった、１つ以上のポリオール；例えば、ポリビニルピロリジノン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｏｎｅ）（ポリビニルピロリドンもしくはＰＶＰとしても知られる）、他の極性重合体または共重合体、界面活性剤、酸等といった、１つ以上の保護剤；および１つ以上の金属イオンを含むことができる、反応混合物において行うことができる。これらのおよび他の構成要素を、当該技術分野において既知であるように、このような反応混合物に使用することができる。還元は、例えば、約１２０℃〜約１９０℃、または約８０℃〜約１９０℃の１つ以上の温度で行うことができる。
【００５４】
＜例示的な実施形態＞
２０１１年１月１４日出願のＮＡＮＯＷＩＲＥ  ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ  ＭＥＴＨＯＤＳ，ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ，ＡＮＤ  ＡＲＴＩＣＬＥＳと題され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国仮出願第６１／４３２，６１５号は、以下の１４の非限定的な例示的実施形態を開示した。
Ａ．少なくとも１つのハロゲン化物イオンを形成することができる、ある量の少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物を含む、組成物を提供することと、
組成物の存在下で、少なくとも１つの第１の金属イオンを少なくとも１つの第１の金属に還元することと、を含む、方法。
Ｂ．少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物は、少なくとも１つのハロゲン原子に結合した少なくとも１つのケイ素原子を含む、実施形態Ａに記載の方法。
Ｃ．少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物は、少なくとも２つのハロゲン原子に結合した少なくとも１つのケイ素原子を含む、実施形態Ａに記載の方法。
Ｄ．少なくとも１つのハロゲン化物イオンは、少なくとも１つの塩化物イオンを含む、実施形態Ａに記載の方法。
Ｅ．少なくとも１つの第１の金属イオンは、少なくとも１つのＩＵＰＡＣ第１１族元素を含む、実施形態Ａに記載の方法。
Ｆ．少なくとも１つの第１の金属イオンは、少なくとも１つの貨幣金属イオンを含む、実施形態Ａに記載の方法。
Ｇ．少なくとも１つの第１の金属イオンは、少なくとも１つの銀イオンを含む、実施形態Ａに記載の方法。
Ｈ．少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物は、少なくとも１つのハロゲン原子に結合したケイ素原子を含み、前記ケイ素原子はさらに、少なくとも１つの炭素原子にも結合している、実施形態Ａに記載の方法。
Ｊ．少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物は、少なくとも１つのハロゲン原子に結合したケイ素原子を含み、前記ケイ素原子はさらに、少なくとも２つの炭素原子にも結合している、実施形態Ａに記載の方法。
Ｋ．少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物は、ジエチルジクロロシランを含む、実施形態Ａに記載の方法。
Ｌ．少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物を選択すること、組成物中の少なくとも１つの有機ケイ素ハロゲン化物化合物の量を選択すること、または還元を行うための少なくとも１つの温度を選択することのうちの少なくとも１つによって、ハロゲン化物生成の速度を調節することをさらに含む、実施形態Ａに記載の方法。
Ｍ．実施形態Ａの方法に従って生成される、少なくとも１つの第１の金属生成物。
Ｎ．前記少なくとも１つの生成物は、少なくとも１つのナノワイヤを含む、実施形態Ｍに記載の少なくとも１つの第１の金属生成物。
Ｐ．実施形態Ｍに記載の少なくとも１つの第１の金属生成物を含む、物品。
【００５５】
２０１１年５月２３日出願のＮＡＮＯＷＩＲＥ  ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ  ＭＥＴＨＯＤＳ，ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ，ＡＮＤ  ＡＲＴＩＣＬＥＳと題され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国仮出願第６１／４８８，８１４号は、以下の１３の非限定的な例示的実施形態を開示した。
Ｑ．少なくとも１つのハロゲン化物イオンを形成することができる少なくとも１つの化合物であって、ホウ素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子、またはセレン原子のうちの少なくとも１つを含む、化合物を含む、組成物を提供することと、
組成物の存在下で、少なくとも１つの第１の金属イオンを少なくとも１つの第１の金属に還元することと、を含む、方法。
Ｒ．化合物は、少なくとも１つのハロゲン原子および少なくとも１つの炭素原子に結合した、少なくとも１つの第１の原子を含む、実施形態Ｑに記載の方法。
Ｓ．少なくとも１つの第１の原子は、ホウ素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子、またはセレン原子のうちの少なくとも１つを含む、実施形態Ｒに記載の方法。
Ｔ．少なくとも１つの化合物は、フェニルホスホン酸ジクロリドを含む、実施形態Ｑに記載の方法。
Ｕ．少なくとも１つのハロゲン化物イオンは、少なくとも１つの塩化物イオンを含む、実施形態Ｑに記載の方法。
Ｖ．少なくとも１つの第１の金属イオンは、少なくとも１つのＩＵＰＡＣ第１１族元素を含む、実施形態Ｑに記載の方法。
Ｗ．少なくとも１つの第１の金属イオンは、少なくとも１つの貨幣金属イオンを含む、実施形態Ｑに記載の方法。
Ｘ．少なくとも１つの第１の金属イオンは、少なくとも１つの銀イオンを含む、実施形態Ｑに記載の方法。
Ｙ．少なくとも１つの化合物を選択すること、組成物中の少なくとも１つの化合物の量を選択すること、還元を行うための少なくとも１つの温度を選択することのうちの少なくとも１つによって、ハロゲン化物生成の速度を調節すること、をさらに含む、実施形態Ｑに記載の方法。
Ｚ．還元は、少なくとも１つの第１の金属イオンとは異なる原子番号を有する、少なくとも１つの第２の金属または金属イオンの存在下で行われる、実施形態Ｑに記載の方法。
ＡＡ．実施形態Ｑの方法に従って生成される、少なくとも１つの第１の金属生成物。
ＡＢ．前記少なくとも１つの生成物は、少なくとも１つのナノワイヤを含む、実施形態ＡＡに記載の少なくとも１つの第１の金属生成物。
ＡＣ．実施形態ＡＡに記載の少なくとも１つの第１の金属生成物を含む、物品。
【００５６】
２０１１年６月２３日出願のＮＡＮＯＷＩＲＥ  ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ  ＭＥＴＨＯＤＳ，ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ，ＡＮＤ  ＡＲＴＩＣＬＥＳと題され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国仮出願第６１／５００，１５５号は、以下の１７の非限定的な例示的実施形態を開示した。
ＡＤ．少なくとも１つの第１の原子および少なくとも１つの第２の原子を含む少なくとも１つの化合物であって、前記少なくとも１つの第１の原子は、少なくとも１つのＩＵＰＡＣ第１３族原子を含み、前記少なくとも１つの第２の原子は、少なくとも１つのハロゲン原子を含む、化合物を提供することと、
少なくとも１つの第１の原子の存在下で、少なくとも１つの第１の金属イオンを少なくとも１つの第１の金属に還元することと、を含む、方法。
ＡＥ．少なくとも１つの第１の金属イオンは、少なくとも１つの貨幣金属イオンを含む、実施形態ＡＤに記載の方法。
ＡＦ．少なくとも１つの第１の金属イオンは、少なくとも１つのＩＵＰＡＣ第１１族元素のイオンを含む、実施形態ＡＤに記載の方法。
ＡＧ．少なくとも１つの第１の金属イオンは、少なくとも１つの銀イオンを含む、実施形態ＡＤに記載の方法。
ＡＨ．少なくとも１つの第１の原子は、ホウ素を含む、実施形態ＡＤに記載の方法。
ＡＪ．少なくとも１つの第２の原子は、塩素、臭素、またはヨウ素のうちの少なくとも１つを含む、実施形態ＡＤに記載の方法。
ＡＫ．少なくとも１つの第２の原子は、塩素を含む、実施形態ＡＤに記載の方法。
ＡＬ．化合物は、少なくとも１つのホウ素−炭素結合を含む、実施形態ＡＤに記載の方法。
ＡＭ．化合物は、少なくとも１つのホウ素−ハロゲン結合を含む、実施形態ＡＤに記載の方法。
ＡＮ．化合物は、少なくとも１つのホウ素−炭素結合および少なくとも１つのホウ素−ハロゲン結合を含む、実施形態ＡＤに記載の方法。
ＡＰ．化合物は、ジクロロフェニルボランを含む、実施形態ＡＤに記載の方法。
ＡＱ．還元は、少なくとも１つの第２の原子の存在下で行われる、実施形態ＡＤに記載の方法。
ＡＲ．還元は、保護剤またはポリオールのうちの１つ以上の存在下で行われる、実施形態ＡＤに記載の方法。
ＡＳ．実施形態ＡＤに記載の少なくとも１つの第１の金属。
ＡＴ．実施形態ＡＳに記載の少なくとも１つの第１の金属を含む、少なくとも１つの物品。
ＡＵ．少なくとも１つの第１の金属は、１つ以上のナノワイヤ、ナノ立方体、ナノロッド、ナノピラミッド、またはナノチューブを含む、実施形態ＡＴに記載の物品。
ＡＶ．電子ディスプレイ、タッチスクリーン、ポータブル電話、携帯電話、コンピュータディスプレイ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ＰＯＰ（ｐｏｉｎｔ−ｏｆ−ｐｕｒｃｈａｓｅ）キオスク、音楽プレーヤ、テレビ、電子ゲーム、電子書籍リーダ、透明電極、太陽電池、発光ダイオード、電子デバイス、医療用撮像デバイス、または医療用撮像媒体のうちの少なくとも１つを含む、実施形態ＡＴに記載の物品。
【００５７】
２０１１年５月２３日出願のＮＡＮＯＷＩＲＥ  ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ  ＭＥＴＨＯＤＳ，ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ，ＡＮＤ  ＡＲＴＩＣＬＥＳと題され、参照により本明細書に組み込まれる米国仮出願第６１／４８８，８１１号は、以下の１４の非限定的な例示的実施形態を開示した。
ＡＷ．ある量の少なくとも１つの有機ハロゲン化物化合物であって、少なくとも１つのカルボカチオンおよび少なくとも１つのハロゲン化物イオンを形成することができる、化合物を含む、組成物を提供することと、
組成物の存在下で、少なくとも１つの第１の金属イオンを少なくとも１つの第１の金属に還元することと、を含む、方法。
ＡＸ．少なくとも１つのカルボカチオンは、少なくとも１つの第２級カルボカチオンまたは第３級カルボカチオンを含む、実施形態ＡＷに記載の方法。
ＡＹ．少なくとも１つのカルボカチオンは、少なくとも１つの第３級カルボカチオンを含む、実施形態ＡＷに記載の方法。
ＡＺ．少なくとも１つのハロゲン化物イオンは、少なくとも１つの塩化物イオンを含む、実施形態ＡＷに記載の方法。
ＢＡ．少なくとも１つの第１の金属イオンは、少なくとも１つのＩＵＰＡＣ第１１族元素を含む、実施形態ＡＷに記載の方法。
ＢＢ．少なくとも１つの第１の金属イオンは、少なくとも１つの貨幣金属イオンを含む、実施形態ＡＷに記載の方法。
ＢＣ．少なくとも１つの第１の金属イオンは、少なくとも１つの銀イオンを含む、実施形態ＡＷに記載の方法。
ＢＤ．少なくとも１つの有機ハロゲン化物化合物は、少なくとも１つのハロゲン原子に結合した炭素原子を含み、前記炭素原子はさらに、少なくとも１つの炭素−炭素結合によって少なくとも１つの芳香環にも結合している、実施形態ＡＷに記載の方法。
ＢＥ．少なくとも１つの有機ハロゲン化物化合物は、少なくとも１つのハロゲン原子に結合した炭素原子を含み、前記炭素原子はさらに、少なくとも２つの炭素−炭素結合によって少なくとも２つの芳香環にも結合している、実施形態ＡＷに記載の方法。
ＢＦ．少なくとも１つの有機ハロゲン化物化合物は、トリフェニルクロロメタンを含む、実施形態ＡＷに記載の方法。
ＢＧ．少なくとも１つの有機ハロゲン化物化合物を選択すること、組成物中の少なくとも１つの有機ハロゲン化物化合物の量を選択すること、または還元を行うための少なくとも１つの温度を選択することのうちの少なくとも１つによって、ハロゲン化物生成の速度を調節することをさらに含む、実施形態ＡＷに記載の方法。
ＢＨ．実施形態ＡＷの方法に従って生成される、少なくとも１つの第１の金属生成物。
ＢＪ．前記少なくとも１つの生成物は、少なくとも１つのナノワイヤを含む、実施形態ＢＨに記載の少なくとも１つの第１の金属生成物。
ＢＫ．実施形態ＢＨに記載の少なくとも１つの第１の金属生成物を含む、物品。
【実施例】
【００５８】
＜実施例１＞
２８０ｍＬのエチレングリコール（ＥＧ）を含有する５００ｍＬの反応フラスコに、０．２０ｇの新たに調製したＥＧ中の５２ｍＭジエチルジクロロシラン溶液および３．３ｇのエチレングリコール（ＥＧ）中の３ｍＭアセチルアセトン鉄（ＩＩ）溶液を添加した。溶液を、少しの間１００ｒｐｍでの機械的撹拌により、室温で、ガラスピペットを使用して、少なくとも２時間、Ｎ２を溶液中にバブリングすることによって、少なくともいくらかの溶解されたガスを揮散させた。（この動作は、以降、「脱気する」と称される。）ＥＧ中の０．７７Ｍポリビニルピロリジノン（ＰＶＰ、５５，０００重量平均分子量）およびＥＧ中の０．２５Ｍ  ＡｇＮＯ３の溶液を、Ｎ２で脱気し、次いで、それぞれの２０ｍＬの注射器を調製した。反応混合物を、Ｎ２下で１４５℃まで加熱し、ＡｇＮＯ３およびＰＶＰの溶液を、１２ゲージのテフロン注射針を介して、２５分間にわたって一定の速度で添加した。反応物を、９０分間１４５℃で保持し、次いで、周囲温度に冷却した。
【００５９】
銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を、図１に示す。
【００６０】
＜実施例２＞
２８０ｍＬのエチレングリコール（ＥＧ）を含有する５００ｍＬの反応フラスコを、１００ｒｐｍで２時間撹拌しながら、テフロン（登録商標）フッ素重合体チューブを使用して、Ｎ２で脱気した。ＥＧに、０．１０ｇの新たに調製したＥＧ中の０．４０Ｍフェニルホスホン酸ジクロリド溶液および３．３ｇのＥＧ中の３ｍＭアセチルアセトン鉄（ＩＩ）溶液を添加した。次いで、０．５Ｌ／分のパージ速度で、反応フラスコのヘッドスペースの窒素ブランケットを提供するように、フッ素重合体チューブを後退させた。ＥＧ中の０．８４Ｍポリビニルピロリジノン（ＰＶＰ、５５，０００重量平均分子量）およびＥＧ中の０．２５Ｍ  ＡｇＮＯ３の溶液を、Ｎ２で脱気し、次いで、それぞれの２０ｍＬの注射器を調製した。反応混合物を、Ｎ２下で、１５５℃まで加熱し、次いで、ＡｇＮＯ３およびＰＶＰの溶液を、１２ゲージのテフロン（登録商標）フッ素重合体注射針を介して、２５分間にわたって一定の速度で添加した。反応物を、９０分間１５５℃で保持し、次いで、周囲温度に冷却した。
【００６１】
未精製の銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を、図２に示す。
【００６２】
＜実施例３＞
２８０ｍＬのエチレングリコール（ＥＧ）を含有する５００ｍＬの反応フラスコを、その内容物を通して窒素をバブリングすることによって、終夜脱気した。フラスコに、１．３ｇの新たに調製したＥＧ中の３１ｍＭジクロロフェニルボランを添加した。反応混合物を、窒素下で１４５℃まで加熱した。ＥＧ中の０．７７Ｍポリビニルピロリジノン（ＰＶＰ、５５，０００重量平均分子量）およびＥＧ中の０．２５Ｍ  ＡｇＮＯ３のストック溶液を、窒素で脱気した。ＰＶＰおよびＡｇＮＯ３の溶液の２０ｍＬの注射器を調製し、次いで、１２ゲージのテフロン（登録商標）フッ素重合体注射針を介して、２５分間にわたって一定の速度で反応フラスコに添加した。反応混合物を、９０分間１４５℃で保持し、次いで、周囲温度に冷却した。
【００６３】
図３は、銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を示す。
【００６４】
＜実施例４＞
２８０ｍＬのエチレングリコール（ＥＧ）を含有する５００ｍＬの反応フラスコに、２．５ｇの新しく調製したＥＧ中の８１ｍＭジエチルジクロロシラン溶液を添加した。溶液を、少しの間１００ｒｐｍでの機械的撹拌により、室温で、テフロン（登録商標）フッ素重合体チューブを使用して、終夜、Ｎ２を溶液内にバブリングすることによって脱気した。（この動作は、以降、「脱気する」と称される。）ＥＧ中の０．８４Ｍポリビニルピロリジノン（ＰＶＰ、５５，０００重量平均分子量）およびＥＧ中の０．２５Ｍ  ＡｇＮＯ３の溶液を、Ｎ２で脱気し、次いで、それぞれの２０ｍＬの注射器を調製した。反応混合物を、Ｎ２下で１４５℃まで加熱し、次いで、ＡｇＮＯ３およびＰＶＰの溶液を、１２ゲージのテフロン（登録商標）フッ素重合体注射針を介して、２５分間にわたって一定の速度で添加した。反応物を、９０分間１４５℃で保持し、次いで、周囲温度に冷却した。
【００６５】
銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を、図４に示す。ナノワイヤは、少なくとも１００のワイヤの測定に基づいて、６４．９±１６．５ｎｍの平均直径、および１５．５±μｍの平均長さを有した。
【００６６】
＜実施例５〜７＞
使用するジエチルジクロロシラン／ＥＧ触媒溶液の量および濃度を変えて、実施例４の手順を繰り返した。結果を、実施例４の結果と併せて表Ｉに示す。平均直径および長さは、試験した触媒溶液の範囲にわたって、わずかに変化した。
【００６７】
＜実施例８（比較）＞
５００ｍＬの反応フラスコに、２８０ｍＬのエチレングリコール（ＥＧ）および１．４ｇの新たに調製したＥＧ中の１５ｍＭ  ＩｒＣｌ３・３Ｈ２Ｏ分散液を添加した。この溶液を、少しの間１００ｒｐｍでの機械的撹拌により、室温で、ガラスピペットを使用して、Ｎ２を溶液中にバブリングすることによって、２時間脱気した。ＥＧ中の０．２５Ｍ  ＡｇＮＯ３およびＥＧ中の０．８４Ｍポリビニルピロリジノン（ＰＶＰ）のストック溶液もまた、少なくとも６０分間、Ｎ２を溶液中にバブリングすることによって、脱気した。２つの注射器に、それぞれ２０ｍＬのＡｇＮＯ３およびＰＶＰの溶液を充填した。反応混合物を、Ｎ２下で１５５℃まで加熱し、ＡｇＮＯ３およびＰＶＰの溶液を、１２ゲージのテフロン（登録商標）フッ素重合体注射針を介して、２５分間にわたって一定の速度で添加した。反応物を、９０分間１５５℃で保持し、次いで、室温に冷却した。
【００６８】
図５は、６０分間の反応後の反応混合物を示す。ナノ粒子、微小粒子が見られ、短いナノワイヤはごくわずかである。
【００６９】
＜実施例９（比較）＞
ＩｒＣｌ３・３Ｈ２Ｏ分散液の代わりに２．９ｇの新たに調製したＥＧ中の７．０ｍＭ  Ｋ２ＩｒＣｌ６分散液を使用して、実施例８の手順を繰り返した。反応は、１５５℃の代わりに１４５℃で行った。
【００７０】
図６は、９０分間の反応後の反応混合物を示す。ごくわずかな微細ナノワイヤが見られる。
【００７１】
＜実施例１０（比較）＞
ΙｒＣｌ３・３Η２Ｏ分散液の代わりに２．３ｇの新たに調製したＥＧ中の７．０ｍＭ  ΙｎＣｌ３・４Η２Ｏ分散液を使用して、実施例８の手順を繰り返した。
【００７２】
図７は、９０分間の反応後の反応混合物を示す。ナノワイヤは全く見られない。
【００７３】
＜実施例１１（比較）＞
１００ｍＬの反応フラスコに、５０ｍＬのエチレングリコール（ＥＧ）および０．２９ｇのＥＧ中の７．０ｍＭ  ＡｕＣｌ３を添加した。この溶液を、少しの間１００ｒｐｍでの機械的撹拌により、室温で、ガラスピペットを使用して、Ｎ２を溶液中にバブリングすることによって、２時間脱気した。ＥＧ中の０．２５Ｍ  ＡｇＮＯ３およびＥＧ中の０．８４Ｍポリビニルピロリジノン（ＰＶＰ）のストック溶液もまた、少なくとも６０分間、Ｎ２を溶液中にバブリングすることによって、脱気した。２つの注射器に、それぞれ３ｍＬのＡｇＮＯ３およびＰＶＰの溶液を充填した。反応混合物を、Ｎ２下で１４５℃まで加熱し、ＡｇＮＯ３およびＰＶＰの溶液を、２０ゲージのテフロン（登録商標）フッ素重合体注射針を介して、２５分間にわたって一定の速度で添加した。反応物を、１５０分間１４５℃で保持し、次いで、室温に冷却した。
【００７４】
１５、３０、６０、９０、１２０、および１５０分間の反応後に得られた試料は、ナノ粒子のみを有し、ナノワイヤは全く有さなかった。
【００７５】
＜実施例１２（比較）＞
３００ｍＬのエチレングリコール（ＥＧ）、２．２ｇのポリビニルピロリジノン（ＰＶＰ、５５，０００重量平均分子量）、および９．２ｍｇの四塩化ハフニウムビス（テトラヒドロフラン）付加物を含有する、５００ｍＬの反応フラスコを、テフロン（登録商標）フッ素重合体チューブを通して、液体表面下に導入された窒素を使用して、室温で、終夜脱気した。次いで、おおよそ０．５Ｌ／分で、反応フラスコのヘッドスペースの窒素ブランケットを提供するように、液体からチューブを後退させ、その後、次いで、撹拌されたフラスコを１４５℃まで加熱した。ＥＧ中の０．５０Ｍ  ＡｇＮＯ３のストック溶液もまた、窒素で脱気し、次いで、脱気した溶液の２０ｍＬの注射器を調製した。次いで、ＡｇＮＯ３溶液を、１２ゲージのテフロン（登録商標）フッ素重合体注射針を介して、２５分間にわたって一定の速度で添加した。次いで、フラスコを、６０分間その温度で保持し、その後周囲温度に冷却した。
【００７６】
図８は、１００のワイヤの測定に基づいて、２５３．５±１３３．０ｎｍの平均直径、および８．７±５．５μｍの平均長さを有した、ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を示す。
【００７７】
＜実施例１３（比較）＞
ハフニウム含有付加物の代わりに、６．９ｍｇの四塩化ジルコニウムビス（テトラヒドロフラン）付加物を使用して、実施例１２の手順を繰り返した。図９は、１００のワイヤの測定に基づいて、１４７．３±５０．０ｎｍの平均直径、および１５．６±１２．０μｍの平均長さを有した、銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を示す。
【００７８】
＜実施例１４（比較）＞
９．９ｍｇの塩化タンタル（Ｖ）を使用して、実施例１２の手順を繰り返した。図１０は、１００のワイヤの測定に基づいて、２１５±１１９ｎｍの平均直径、および１０．６±６．５μｍの平均長さを有した、銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を示す。
【００７９】
＜実施例１５＞
２８０ｍＬのエチレングリコール（ＥＧ）を含有する５００ｍＬの反応フラスコに、７．３ｍｇのトリフェニルクロロメタンおよび３．３ｇのエチレングリコール（ＥＧ）中の３ｍＭアセチルアセトン鉄（ＩＩ）溶液を添加した。この混合物を、２時間、１００ｒｐｍで撹拌しながら、ガラスピペットを使用して、Ｎ２で脱気した。ＥＧ中の０．７７Ｍポリビニルピロリジノン（ＰＶＰ）、およびＥＧ中の０．２５Ｍ  ＡｇＮＯ３の溶液を、Ｎ２で脱気し、次いで、それぞれの２０ｍＬの注射器を調製した。反応混合物を、Ｎ２下で１５５℃まで加熱し、次いで、ＡｇＮＯ３およびＰＶＰの溶液を、１２ゲージのテフロン（登録商標）フッ素重合体注射針を介して、２５分間にわたって一定の速度で添加した。反応物を、９０分間１４５℃で保持し、次いで、周囲温度に冷却した。
【００８０】
銀ナノワイヤ生成物の光学顕微鏡写真を、図１１に示す。
【００８１】
＜実施例１６＞
０．１６ｇの新たに調製したＥＧ中の０．２７Ｍ塩化ベンジル溶液をトリフェニルクロロメタンの代わりに使用したことを除いて、実施例１５の手順を反復した。これらの条件下において、銀ナノワイヤが形成し始めたことを観察したが、しかしながら、結果的に不規則な形の銀ナノワイヤが形成され、クラスタに集塊する傾向にあった。
【００８２】
この反応から得られた生成物の光学顕微鏡写真を図１２に示す。
【００８３】
【表１】
2014508856.tif 000003
【図１】
2014508856.tif 000004
【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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【図１２】
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【国際調査報告】
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