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基于液态金属界面电化学焊接效应制备薄层状多孔导电颗粒网络
作者:Jianbo Tang, Xi Zhao, Jing Li, J 2018-07-04 13:19:51
刘静教授带领的清华大学医学院与中科院理化所联合研究小组首次发现,将包裹有金属纳米颗粒的液态金属小球置于碱性溶液中时,原本分散的颗粒会以自组织方式被连接成纳米多孔网状结构且易于剥离下来。究其原因,是在碱性溶液中,液态金属界面呈还原性,而铜纳米颗粒表面由于氧化会形成氧化物;二者在溶液中电化学势不同,体系内会发生电化学反应,由此造成纳米颗粒表面的氧化物被还原,进而导致新生成的金属铜将周围铜颗粒牢牢粘结到一起。这一过程如同经典的金属焊接一般,研究小组因此将其命名为“液态金属焊接纳米颗粒效应“。 进一步研究发现,该方法制备的颗粒网状物具有良好的机械强度,由此可将其从液态金属表面剥离开来并转移到其它基底上。通过测量这一类特殊的由金属颗粒组成的薄膜多孔材料的导电性,发现其与普通金属导电材料不同:该体系中存在一种由电场导致的电阻降低的反常特性。研究人员认为,造成电阻降低的原因在于外加电场下静电作用会使部分分开的颗粒网连接到一起增加了导电通路。而当电流过大时,颗粒网会因为电迁移作用的增强而失去导电能力。以上发现促成了利用液态金属编织微米厚度多孔导电颗粒网方法的建立,由此获得的新材料具有良好的机械强度和独特的电学性能。
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