Silver nanowire random network is known as a potential candidate to replace the indium tin oxide (ITO) as a transparent and conductive electrode. Due to the joule heating of conductive materials, silver nanowire transparent electrode can be heated up. However, film heater based on silver nanowire random network cannot be operated in long term usage. The possible causes of failure are discussed. Numerical analysis is performed to see the temperature distribution while an electrical potential is applied across the silver nanowire random network. TiO2 thin film is deposited on silver nanowire embedded in polymer by electrodeposition. The photocatalytic self-cleaning effect of silver nanowire - TiO2 structure was characterized by the decomposition of methylene blue and enhanced photocatalytic activity was verified. By combining the Joule heating of silver nanowire transparent electrode and photocatalysis, the faster decomposition rate of methylene blue is obtained.
본 연구에서는 자가세정을 위하여 은 나노와이어를 기반으로 한 박막 히터와 광촉매 효과를 향상시킨 은나노와이어를 결합하여 열-광촉매 작용에 관한 연구를 수행하였다.
은 나노와이어를 합성 한 후 폴리머에 내장하여 투명전극을 제작하였다. 폴리머에 은 나노와이어를 내장함으로써 은 나노와이어 박막의 접착력은 증가시키면서 광 투과도와 면 저항은 그대로 유지 할 수 있었다. ( T > 80%, Rsh < 50 Ω/sq.) 은 나노와이어 투명전극에 전압을 인가하면 전도성 물질의 줄 가열 때문에 표면 온도가 증가 할 수 있다. 하지만, 은 나노와이어 투명막 히터의 줄 가열은 장기간에 걸쳐서는 안정하지 못했다. 이 불안전성에 대한 이유는 아직 분명히 밝혀지지 않아 연구가 필요하다. 나노와이어의 온도를 결정하기 위해 은 나노와이어 히터의 수치해석을 수행하였으며 그 결과는 나노와이어와 기판 사이의 온도가 일정함을 보여준다.
자가세정 특성은 광촉매 효과를 이용하여 메틸렌 블루를 분해함으로써 확인하였다. 폴리머에 내장된 은 나노와이어에 이산화 타이타늄을 전기도금 방법으로 코팅하였다. 이산화 타이타늄을 부분적으로 증착하는 대신에 박막 형태로 증착이 되도록 하였으며, 이는 불활성 입자의 2 단계 증착을 통해 이루어졌다. 또한, 메틸렌 블루의 분해율이 개선된 것을 통해 은 나노와이어 연결망과 결합된 이산화 타이타늄 막이 향상된 광 촉매 효과를 보임을 확인하였다.
은 나노와이어 막 히터가 광촉매 물질과 결합되었을 때, 광촉매 효과는 증가하지만 높은 분해율이 온도에 의한 효과는 아닐 것으로 보인다. 줄 가열을 이용하여 저온에서 실험한 것과 핫플레이트를 이용하여 고온에서 실험한 결과를 비교해보면 저온에서도 높은 분해율이 나타남을 확인하였다. 이는 전기분해의 영향이 광촉매 효과를 향상시킨 것으로 보인다
