第一章 前言
近年來隨著科技的進步，科學和材料的發展趨勢進入奈米 ( nm, 10-9 m) 時代，由於材料在奈米級的尺寸時，量子效應、小尺寸效應 與界面效應極為顯著，因而奈米材料的結構能產生完全不同於該物質 在塊材時的特殊材料新性質，因此奈米材料在各個領域上具備無窮的 發展潛力與廣泛的應用層面1。
一九九一 年日本電子顯微鏡學家Iijima2,3透過高解析穿透電子顯 微鏡（high resolution transmission electron microscope, HRTEM）觀察 電弧蒸發石墨產物時，偶然在陰極處發現了一些針狀物，此針狀物為 奈米級大小、具有中空結構的新型碳晶體，即為奈米碳管。它完全由 碳原子構成，其形態分為單壁（single-wall）、雙壁（double-wall）及 多壁（multi-wall）的奈米碳管，是新型的一維奈米材料。然而，不 同結構的奈米碳管其性能差異很大，特別是電學性能，奈米碳管隨著 結構的不同可呈導體性或半導體性。因此，對其結構的研究一直是材 料科學界關注的焦點之一4。
由於奈米碳管具有小尺寸、長徑向比 (aspect ratio) 以及高強度、
高韌性、可撓曲 (flexible) 、高表面積、表面曲度大、高熱傳導度及 熱穩定性、導電性特異等特性，故奈米碳管的應用範圍極為廣泛，包 括電路中的連接件、電路開關、平面顯示器、透明導電薄膜等，其中
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又以製作透明導電薄膜技術最受重視5-12。但由於奈米碳管本身具有 很強的凡得瓦爾力，易相互聚集，而使碳管不易分散在有機溶劑或水 中，若能有效的分散奈米碳管便可以提高其應用的價值5,13。
絕緣性材料像是聚對苯二甲酸乙二酯 (polyethylene terephthalate, PET) 為熱塑性聚酯，具有優良的堅韌性、質量輕、可撓性、拉伸、
抗衝擊強度、電絕緣性及透明性等特色，用以作為可撓性電子 (或稱 為軟性電子)基板，符合電子產業的發展趨勢。當可撓性電子整合光 電和感測電路並配合印刷技術，即可大量降低生產成本，且更廣泛應 用於可拋棄式消費電子，目前仍為基材首選，因此世界級電子廠皆大 力投注於該產業的研究發展。其相關重要產品如電子書、超薄手機、
可撓性顯示器等 12,14,15。
現今因應全球市場電子面板需求量增加，在電容式及電阻式的觸 控面板中，以透明電極氧化銦錫 (indium tin oxide，ITO) 為主，由於 ITO Film 能滿足市場對輕薄化的需求，因此積極發展基於 ITO Film 的觸控面板結構，但 ITO 原料長期供應將不足、成本節節高漲及無法 撓曲等劣勢，因此電子產業正積極尋求低成本、高穿透性、高導電性 及可撓曲的替代性透明導電薄膜技術，例如上述所提及的奈米碳管技 術。奈米碳管透明導電薄膜除了具有 ITO 原本之基本光電性能外，另 外更具有可撓性佳、製造成本低、可大面積化、良好的附著力等優勢。
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因此在經濟效益影響下，ITO 將逐漸被取而代之，其中製作以奈 米碳管為基材的薄膜或元件，透過轉印(transfer printing) 、旋轉塗佈 (spin-coating) 、 噴 塗 技 術 (spray-coating technique) 、 利 用 浸 塗 (dip-coating) 方式5,8,9,11，或使可撓式基材表面與奈米碳管表面之間具 有相互吸引力 (如氫鍵吸附力) 16-18，進一步製備均勻分佈且具透光性 的奈米碳管網絡(CNT-networks) 薄膜，以期取代目前電子產業中的平 面顯示器、觸控螢幕、電磁波遮蔽板以及太陽能電池等。
除此之外，近年來 CNTs 及金屬奈米粒子應用於光電化學電池、
感應設備的研究被提出19-21。在所有的金屬奈米材料中，銀奈米粒子 最具發展潛力，因其具備良好的電熱性質，促進了多項應用的發展22， 由於它們結合了奈米粒子和奈米碳管不同的性能，使奈米混成材料成 為一個新關注的焦點23-28。奈米碳管/金屬奈米混成材料應用廣泛，像 是生物傳感器設備、燃料電池催化劑、太陽能電池、儲氫材料、填料 等。可將奈米碳管表面官能基化達到有效的改質作為奈米模板，利用 奈米碳管作為基板成長金屬奈米粒子和半導體材料21,29，製備得具有 光電特性之奈米碳管/奈米金屬粒子薄膜，在各種領域上的潛在應用，
相當受到工業及學術界的關注而被廣泛研究。此薄膜的優點除了可藉 由銀粒子提高奈米碳管導電性之外，也可藉此改變奈米碳管上成長的 奈米粒子種類來驅使碳管具備不同的功能性，更可藉由控制奈米粒子
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的表面型態以及粒徑大小來展現奈米顆粒的光學和電學性質。
因此，本篇研究在於奈米碳管表面進行有機化改質，使其能均勻 分散於有機溶劑中，再將預先披覆高分子的 PET 薄膜藉由氫鍵吸附 力，利用浸塗的方式使其與奈米碳管產生氫鍵，形成奈米碳管網絡薄 膜；最後利用此奈米碳管導電薄膜的表面官能基 (如羧酸) 螯合 (chelating) 金屬離子形成錯化合物再以光化學還原方式，使還原成銀 奈米顆粒分佈於奈米碳管表面，以期增加薄膜之導電度。
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