廈大&北大最新Nature:表面配位層鈍化銅氧化過程

【引言】

銅具有高的熱導率和電導率，同時其還具有延展性和無毒性的特點，被廣泛應用于日常生活和工業生產，例如抗氧化技術領域。然而，目前廣泛使用的抗氧化技術如合金、電鍍等經常會削弱材料的關鍵物理性質（如熱/電導率以及外觀顏色），并且引入一些有害元素（如鉻和鎳）。針對這類問題，盡管也有一些新興的研究致力于發展利用有機分子/無機材料/碳基材料作為抗氧化劑的表面鈍化技術，但這些新型技術的規模應用一直頗具挑戰。

【成果簡介】

北京大學的江穎以及廈門大學的傅鋼、鄭南峰（共同通訊作者）等人發現，在甲酸鈉存在下，利用溶劑熱處理的銅能夠在其表面進行晶體重構并形成超薄的表面配位層。在此前的研究中，該聯合團隊已經發現利用甲酸鹽作為還原劑能夠通過溶劑熱方法合成可在空氣中穩定存在的銅納米片。而此次的研究不僅揭示了這一表面改性策略可以賦予銅在空氣、鹽霧以及堿性條件的抗氧化性能，還發現表面改性并不會影響銅的熱/電導率。此外，研究還引入了烷硫醇配體與缺陷位點進行配位，從而能夠進一步提高銅表面的抗氧化性能。最后，研究還闡釋了這一溫和的改性方式使用于制備各種形式（包括箔、納米線、納米顆粒等）的空氣穩定銅材料。因此，研究人員也期待該項工作發展的新型表面鈍化技術能夠進一步拓展銅的工業應用。2020年10月14日，相關成果以題為“Surface coordination layer passivates oxidation of copper”的文章在線發表在Nature上。

【圖文導讀】

圖1甲酸鹽處理后的銅箔的耐腐蝕性能

圖2 甲酸鹽處理后的銅的STM和AFM圖像

圖3銅（110）用于有效鈍化

圖4 用于穩定銅納米線的耐腐蝕策略以及室溫電化學耐腐蝕技術

文獻鏈接：Surface coordination layer passivates oxidation of copper（Nature, 2020, DOI: 10.1038/s41586-020-2783-x）

本文由材料人學術組NanoCJ供稿。

材料牛網專注于跟蹤材料領域科技及行業進展，歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀，投稿郵箱tougao@cailiaoren.com。