INTRODUODuring the past decades, one-dimensional (1D) metallic
nanostructures have received a lot of attention due to their
different electrical, optical, magnetic, and thermal properties as
compared to their bulk counterparts.Durante as ltimas dcadas,
nanoestruturas metlicas unidimensionais (1D) tm recebido muita
ateno devido s suas diferentes propriedades eltricas, pticas,
magnticas e trmicas, em comparao com os seus homlogos em
massa.Moreover, these 1D metallic nanostructures have found
possible applications in various devices.1_13 Since bulk silver
(Ag) has the highest electrical and thermal conductivity among all
metals, its 1D structure has received considerable attention.Alm
disso, essas nanoestruturas metlicas 1D encontraram possveis
aplicaes em vrios dispositivos. 1_13 Uma vez que grandes
quantidades de prata (Ag) tem a maior condutividade trmica e
eltrica entre todos os metais, a sua estrutura 1D tem recebido uma
ateno considervel.Ag nanowires have been used in various
applications such as catalysis,14 surface-enhanced Raman scattering
(SERS),15,16 photonic crystals,17 microelectronics,18 and
biological nanosensors.19 Up to now, several methods for the
synthesis of Ag nanowires have been developed.Nanofios de Ag tm
sido utilizados em diversas aplicaes, tais como catlise,
espalhamento da superfcie-melhorada Raman (SERS), cristais
fotnicos, microeletrnica, e nano-sensores biolgicos. At agora, tm
sido desenvolvidos vrios mtodos para a sntese de nanofios de
Ag.These methods include chemical synthesis,20,21 electrochemical
technique,22,23 hydrothermal method,24,25 ultraviolet irradiation
photodetection technique,26,27 DNA template,28,29 porous materials
template,30,31 and polyol process.32_34 When these methods are
compared in terms of cost, yield, and simplicity, the polyol
process seems to be the most promising one.35Estes mtodos incluem a
sntese qumica, 20,21 tcnica eletroqumica, mtodo hidrotrmico 22,23,
24,25 tcnica de fotodeteco ultravioleta irradiada, 26,27 modelo de
DNA, modelo 28,29 materiais porosos, 30,31 e processo de poliol.32,
34 Quando estes mtodos so comparados em termos de custo,
rendimento, e simplicidade, o processo poliol parece ser a mais
promissora.35The polyol process was first introduced by Fievet and
co-workers 36 for the synthesis of colloidal particles of metals
and alloys such as silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), cobalt
(Co), palladium (Pd), iridium (Ir), platinum (Pt), ruthenium (Ru),
cobaltnickel alloy (CoNi), and iron nickel alloy (FeNi). The polyol
process is based on the reduction of an inorganic salt by a polyol
at an elevated temperature. A surfactant is used to prevent
agglomeration of the colloidal particles.O processo de poliol foi
introduzido pela primeira vez por Fievet e colegas de trabalho para
a sntese de partculas coloidais de metais e ligas, tais como a
prata (Ag), ouro (Au), cobre (Cu), cobalto (Co), paldio (Pd), irdio
(Ir), platina (Pt), rutnio (Ru), liga de nquel e cobalto (CoNi), e
liga de ferro-nquel (FeNi). O processo de poliol baseia-se na reduo
de um sal inorgnico de um poliol a uma temperatura elevada. Um
agente tensoativo utilizado para evitar a aglomerao das partculas
coloidais.Afterward, Xia and co-workers37 developed a suitable
polyol process for the shape-controlled synthesis of Ag nanowires.
In this method, ethylene glycol (EG) was used as both solvent and
reducing agent, poly (vinylpyrrolidone) (PVP) was used as
stabilizing agent, and silver nitrate (AgNO3) was used as Ag
source.Depois, Xia e colaboradores37 desenvolveram um processo de
poliol adequado para a sntese controlada em forma de nanofios de
Ag. Neste mtodo, etileno glicol (EG) foi utilizado como solvente e
agente redutor, poli (vinilpirrolidona) (PVP) foi usado como agente
estabilizador, e nitrato de prata (AgNO3) foi utilizada como fonte
de Ag.Since then, many research groups have explored different
approaches in order to improve the polyol process. There are also
several reports in literature that focus on the effect of different
parameters on the polyol synthesis of Ag nanowires.38_43 However,
in these studies only a few parameters of the polyol process have
been investigated, but not in extensive detail.Desde ento, diversos
grupos de pesquisa tm explorado diferentes abordagens para melhorar
o processo de poliol. Existem tambm vrios relatos na literatura que
incidem sobre o efeito de diferentes parmetros sobre a sntese de
poliol de nanofios AG. No entanto, nestes estudos, apenas alguns
parmetros de processo de poliol tm sido investigados, mas no em
grande detalhe.In this work, we demonstrate an extensive parametric
study on self-seeding polyol synthesis of Ag nanowires. We examined
effects of temperature, injection rate, polymer to AgNO3 ratio, and
sodium chloride (NaCl) amount. Moreover, we investigated a novel
parameter that has not been reported yet: the effect of solution
stirring rate.Neste trabalho, ns demonstramos um estudo paramtrico
extenso sobre auto-semeadura dasntese de poliol de nanofios de Ag.
Foram examinados os efeitos de temperatura, a taxa de injeo, a razo
de polmero para o AgNO3, e a quantidade de cloreto de sdio (NaCl).
Alm disso, foi investigado um novo parmetro que no tenha sido
relatada ainda: o efeito da velocidade de agitao da soluo.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTALAll glassware used in the experiments
were cleaned with deionized water, basic solution (pH 11), acidic
solution (pH 2), acetone (99.8%), isopropyl alcohol (99.8%), and
finally deionized water (18.3 M). All chemicals were purchased from
Sigma-Aldrich and used without further purification.Toda a vidraria
utilizados nas experincias foram limpos com gua deionizada, soluo
bsica (pH 11), uma soluo cida (pH 2), acetona (99,8%), lcool
isoproplico (99,8%), gua e, finalmente, gua deionizada (18,3 M).
Todos os produtos qumicos foram adquiridos da Sigma-Aldrich e
usados sem purificao adicional.In a typical experiment, 10 mL of
0.45 MEG solution of PVP (monomer-based calculation MW = 55 000)
was prepared and 7 mg of NaCl (99.5%) was added into the solution.
After that, the solution was heated at 170 C in a two-necked round
flask. In the meantime, 0.12 M AgNO3 (99.5%) solution in 5 mL of EG
was prepared and added dropwise into the PVP solution by an
injection pump (Top-5300 odel syringe pump) at a rate of 5
mL/h.Numa experincia tpica, 10 mL de soluo 0,45 M EG de PVP (clculo
base de monmero de PM = 55 000) foi preparado e 7 mg de NaCl
(99,5%) foi adicionado soluo. Depois disso, a soluo foi aquecida a
170 C num balo de fundo redondo de duas tubuladuras. Entretanto,
uma soluo 0,12 M de AgNO3 (99,5%) em 5 mL de EG foi preparada e
adicionada gota a gota para a soluo de PVP por uma bomba de injeo
(bomba de seringa odelo Top-5300) a uma taxa de 5 mL / h.The
solution was stirred at a rate of 1000 rpm by a magnetic stirrer
during the whole process. During the nanowire synthesis, with the
introduction of Ag+ ions into the solution, Ag nanoparticles start
to form via homogeneous nucleation. Chemical adsorption of PVP
molecules onto the surfaces of as-formed Ag nanoparticles is the
reason for them to remain at nanoscale.45A soluo foi agitada a uma
velocidade de 1000 rpm, por um agitador magntico durante todo o
processo. Durante a sntese de nanofios, com a introduo de ons Ag+
na soluo, nanopartculas de Ag comear a formar por meio de nucleao
homognea. Adsoro qumica das molculas de PVP sobre as superfcies das
nanopartculas formadas com a Ag a razo para que permaneam em
nanoescala. 45As the process continues, some of the Ag
nanoparticles start to dissolve and grow as larger nanoparticles
via the mechanism known as Oswald ripening. 46 With the passivation
of some facets of these particles by PVP, some nanoparticles can
grow into multi twin particles. PVP is believed to passivate (100)
faces of these multi twin particles and leave (111) planes active
for anisotropic growth at [110] direction. As the addition of Ag+
ions continue, multitwin particles grow into Ag nanowires. Final
color indicates the presence of nanowires.Enquanto o processo
continua, algumas das nanopartculas de Ag comeam a dissolver-se e
crescer como nanopartculas maiores atravs do mecanismo conhecido
como maturao de Oswald. 46 Com a passivao de alguns aspectos dessas
partculas por PVP, algumas nanopartculas podem crescer em partculas
multi-gmeas. Acredita-se que o PVP passiva [100] faces dessas
partculas multi-gmeas e deixam [111] planos ativos para o
crescimento anisotrpico em direo [110]. Como a adio de ons Ag+
continuam, partculas multi-gmeas crescem em nanofios de Ag. A cor
final indica a presena de nanofios.Upon the completion of dropwise
addition, the nanowire solution was annealed for 30 min at 170 _C
and finally air-cooled to room temperature. Then, in order to
separate polymer from the Ag nanowires, the solution was diluted
with acetone (in a ratio of 1:5) and centrifuged two times at 6000
rpm for 20 min. After that, the nanowires were dispersed in ethanol
and again centrifuged at 6000 rpm for 20 min. The final product was
dispersed in ethanol for further characterization. For the length
and diameter analysis, a diluted ethanolic nanowire solution was
spraycoated onto silicon substrates.Depois de se completar toda a
adio, gota a gota, a soluo de nanofios foi aquecida durante 30 min
a 170 C e, finalmente, temperatura ambiente refrigerado. Em
seguida, a fim de separar o polmero dos nanofios de Ag, a soluo foi
diluda com acetona (na proporo de 1:5) e centrifugado duas vezes em
6000 rpm durante 20 min. Depois disso, os nanofios foram dispersos
em etanol e novamente centrifugado a 6000 rpm durante 20 min. O
produto final foi disperso em etanol para posterior caracterizao.
Para a anlise de comprimento e de dimetro, uma soluo diluda de
nanofios em etanol foi pulverizada revestindo sobre substratos de
silcio.
