PL2906286T3

Silver nanoplate compositions and methods

Abstract

Embodiments of the present invention relate to methods for preparing high optical density solutions of nanoparticle, such as nanoplates, silver nanoplates or silver platelet nanoparticles, and to the solutions and substrates prepared by the methods. The process can include the addition of stabilizing agents (e.g., chemical or biological agents bound or otherwise linked to the nanoparticle surface) that stabilize the nanoparticle before, during, and/or after concentration, thereby allowing for the production of a stable, high optical density solution of silver nanoplates. The process can also include increasing the concentration of silver nanoplates within the solution, and thus increasing the solution optical density.

PL2906286T3, drawing sheet 1
Sheet 1 of 18

Term

7 yearsto projected expiry

Projected expiry 8 October 2033, counted from filing; an application has no term until it is granted.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Today
  5. Projected expiry

16 claims: 10 independent, 6 dependent

  1. 1
    Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób sporządzania stężonych roztworów nanopłytek srebra w roztworze, które zachowują kształt po zatężeniu, przy jednoczesnym zwiększeniu gęstości optycznej, proces obejmujący:dodawanie stabilizatora do wstępnie zatężonego roztworu gdzie wspomniany wstępnie zatężony roztwór zawiera nanopłytki srebra, z których każda nanopłytka srebra ma kształt płytki, gdzie wspomniany wstępnie zatężony roztwór ma maksymalną gęstość optyczną przy pierwszej długości fali;gdzie stabilizator zawiera polimer na bazie poliwinylu oraz boran;i zwiększanie stężenia nanopłytek srebra we wstępnie zatężonym roztworze stosując odwirowywanie, odparowywanie, odfiltrowywanie, dializowanie lub filtrowanie styczne w celu uzyskania stężonego roztworu, gdzie wstępnie zatężony roztwór ma maksymalną gęstość optyczną przy pierwszej długości fali, gdzie roztwór stężony ma maksymalną gęstość optyczną przy drugiej długości fali, gdzie maksymalna gęstość optyczna roztworu stężonego jest większa niż 10 cm -1 i gdzie maksymalna gęstość optyczna roztworu stężonego jest większa niż maksymalna gęstość optyczna roztworu wstępnie zatężonego, i gdzie co najmniej 50% nanopłytek srebra obecnych we wstępnie zatężonym roztworze zachowuje kształt płytki w roztworze stężonym.
  2. 2
    Sposób według zastrzeżenia 1 gdzie zwiększenie stężenia osiąga się przy użyciu filtracji stycznej, gdzie maksymalna gęstość optyczna roztworu stężonego jest co najmniej dziesięciokrotnie większa niż maksymalna gęstość optyczna roztworu wstępnie zatężonego, gdzie maksymalna gęstość optyczna roztworu stężonego wynosi co najmniej 100 cm -1 , gdzie polimerem na bazie poliwinylu jest co najmniej jeden związek z i ΕΡ 2 906 286 Β1 grupy obejmującej poli(winylopirolidon) (PVP) i poli(alkohol winylowy) (PVA) gdzie boranem jest boran sodu.
  3. 3
    Sposób według zastrzeżenia 1 lub zastrzeżenia 2, gdzie długość fali odpowiadającej maksymalnej gęstości optycznej roztworu stężonego zawiera się w zakresie od 500 nm do 1500 nm i gdzie długość fali odpowiadającej maksymalnej gęstości optycznej roztworu wstępnie zatężonego jest zasadniczo taka sama, jak długość fali odpowiadającej maksymalnej gęstości optycznej roztworu stężonego, gdzie co najmniej jedna właściwość optyczna roztworu stężonego jest zasadniczo taka sama, jak w przypadku roztworu wstępnie zatężonego, tj. przez co maksymalna gęstość optyczna roztworu wstępnie zatężonego i maksymalna gęstość optyczna roztworu stężonego występują przy zasadniczo tej samej długości fali.
  4. 4
    Sposób według któregokolwiek z zastrzeżeń 1 -3 gdzie nanopłytki srebra wytwarzane są w oparciu o mechanizm seedmediated growth, gdzie mechanizm seed-mediated growth zawiera:połączenie cytrynianu, polistyrenosulfonianu sodu (PSSS) i borowodorku sodu w pierwszym roztworze, dodawanie do pierwszego roztworu azotanu srebra w celu uzyskania roztworu szczepiącego, dodawanie porcji roztworu szczepiącego do drugiego roztworu zawierającego kwas askorbinowy oraz dodawanie azotanu srebra do drugiego roztworu w celu uzyskania wstępnie zatężonego roztworu.
  5. 5
    Proces według zastrzeżenia 1 gdzie zwiększenie stężenia osiąga się przy użyciu filtracji stycznej, gdzie w technice filtracji stycznej wykorzystuje się membranę filtracyjną z porami o wielkości od punktu odcięcia masy cząsteczkowej wynoszącego 10 kDa a wartością 0,05 mikrona, gdzie maksymalna gęstość optyczna roztworu stężonego jest co najmniej EP 2 906 286 Β1 dziesięciokrotnie większa niż maksymalna gęstość optyczna roztworu wstępnie zatężonego gdzie maksymalna gęstość optyczna roztworu stężonego wynosi co najmniej 100 cm -1 , i/lub gdzie wstępnie zatężony roztwór po zatężeniu metodą filtracji stycznej poddaje się odwirowaniu.
  6. 6
    Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrzeżeń obejmujący ponadto powlekanie nanopłytek srebra krzemionką, gdzie powlekanie nanopłytek srebra krzemionką obejmuje:dodawanie etanolu do wstępnie zatężonego roztworu, dodawanie zasady do wstępnie zatężonego roztworu, i dodawanie silanu do wstępnie zatężonego roztworu.
  7. 7
    Sposób według któregokolwiek z powyższych zastrzeżeń, gdzie stabilizator zawiera co najmniej jeden związek z grupy obejmującej poli(winylopirolidon) (PVP), poli(alkohol winylowy) (PVA) i poli(glikol etylenowy) (PEG).
  8. 8
    Sposób według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń obejmujący ponadto wytwarzanie na powierzchni nanopłytki srebra powłoki tlenku metalu, i korzystnie gdzie powłoką tlenku metalu jest którakolwiek powłoka z grupy obejmującej powłokę krzemionkową i powłokę dwutlenku tytanu, gdzie powłoka tlenku metalu ma grubość pomiędzy od 1 nm do 100 nm.
  9. 9
    Sposób według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, gdzie stabilizator dodatkowo zawiera tiolową grupę chemiczną i korzystnie gdzie tiolową grupę chemiczną stanowi co najmniej jeden ze związków z grupy obejmującej kwas liponowy, kwas merkaptoheksadekanowy, kwas merkaptoundekanowy i kwas dihydroliponowy.
  10. 10
    Sposób według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, gdzie odsetek stężonych nanopłytek srebra zachowujących kształt płytki po zwiększeniu stężenia jest większy niż 80% lub większy niż 90%.
  11. 11
    Sposób według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, gdzie wstępnie zatężony roztwór inkubowany jest z podłożem, gdzie podłoże zawiera włókna.
  12. 12
    Kompozycja zawierająca:wiele nanopłytek srebra w roztworze charakteryzującym się gęstością ΕΡ 2 906 286 Β1 optyczną, gdzie nanopłytki srebra zawierają na swojej powierzchni powłokę, gdzie gęstość optyczna jest większa niż 100 cm' 1 , i gdzie powłoka zawiera boran oraz co najmniej jeden związek z grupy obejmującej polimer na bazie poliwinylu oraz cząsteczkę zawierającą grupę tiolową.
  13. 13
    Kompozycja według zastrzeżenia 12, gdzie boranem jest co najmniej jeden związek z grupy obejmującej boran sodu i tetraboran potasu.
  14. 14
    Kompozycja według zastrzeżenia 12 lub zastrzeżenia 13, gdzie powłoka zawiera wspomniany polimer na bazie poliwinylu, gdzie polimerem na bazie poliwinylu jest związek wybrany z grupy obejmującej poli(winylopirolidon) (PVP) i poli(alkohol winylowy) (PVA).
  15. 15
    Kompozycja według któregokolwiek z zastrzeżeń 12-14, gdzie powłoka zawiera wspomnianą cząsteczkę zawierającą grupę tiolową, gdzie cząsteczka zawierająca grupę tiolową zawiera co najmniej jeden ze związków z grupy obejmującej kwas liponowy, kwas merkaptoheksadekanowy, kwas merkaptoundekanowy i kwas dihydroliponowy.
  16. 16
    Kompozycja według któregokolwiek z zastrzeżeń 12-15, gdzie powłoka ponadto zawiera powłokę tlenku metalu i korzystnie gdzie powłoka tlenku metalu jest dowolną z grupy obejmującej powłokę krzemionkową i powłokę dwutlenku tytanu, gdzie powłoka tlenku metalu ma grubość pomiędzy od 1 nm do 100 nm. EP 2 906 286 Β1 Długość fali (nm) ( T -lUD) euzoAłdo osołsóo i EP 2 906 286 Β1 EP 2 906 286 Β1 Figura 3B EP 2 906 286 Β1 Długość fali (nm) EP 2 906 286 Β1 520 Długość fali (nm) ΕΡ 2 906 286 Β1 630 ( τ _ιιη) euzoAjdo oso)sd9 Figura 6 EP 2 906 286 Β1 BUZ3A}dO OSOISÓB eUBMOZI|BLUJOUZ (O O) iZ ΕΡ 2 906 286 Β1 1,000 Figura 8 ( T _LU□) euzoĄdo ΕΡ 2 906 286 Β1 Figura 9
Independent claims16