【納米新技術】表面處理和分散篇：材料改性和核殼化

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住友大阪水泥公司和日立化成公司提出了以材料的表面處理和分散技術為優勢的新方案。兩公司均利用粒子表面處理技術和分散技術提高了鋰離子充電電池的電極材料特性。住友大阪水泥在正極材料磷酸鐵鋰的碳包覆方面，日立化成在負極材料人造石墨的表面改質方面受到好評。利用這些技術，在“nano tech 2013”展會上，住友大阪水泥展示了用於顯示器的黑色遮光材料和高折射率硅樹脂等，日立化成展示了波長轉換微粒子等（圖A-1）。

圖A-1：利用表面處理技術和分散技術改善特性 住友大阪水泥展出了用於顯示器的黑色遮光材料（a）。日立化成展示了波長轉換微粒子（b）。

其中，住友大阪水泥展示的黑色遮光材料是將銀（Ag）和錫（Sn）的合金制成納米級微粒子實現的。目標是取代原來的炭黑，以應用於大尺寸顯示器的黑色基膜。目前，黑色基膜主要採用炭黑這種碳材料，但要想使黑色基膜更薄，採用炭黑可能會降低電絕緣性。而該公司的黑色遮光材料即使減薄基膜厚度，也不會影響其遮光性和電絕緣性。此外，通過改變微粒配合，不僅能遮擋可見光，還能遮擋紅外光，因此，用於CCD相機時還可降低紅外光的影響。

高折射率硅樹脂在對粒徑為3∼6nm的ZrO2進行表面處理后進行分散。能夠產生高達1.7的折射率。用作LED芯片的封裝材料時，可提高光提取效率。

日立化成則公開了可在微小粒子內構成材質各異的內核和外殼的“核殼化”技術。具體來說，該技術能以80∼300nm的粒度實現3層以上的多層構造。

外殼採用透明丙烯樹脂，實現了熒光的長期穩定化。向該微粒子照射短波長的光后，可以轉換成長波長的光，通過在太陽能電池正面設置這種微粒子層，可以提高太陽能電池的發電效率。（日經技術在線！ 供稿）