清华《Matter》提出扭转卷对卷安装操纵纳米颗粒生长历程

导读：清华大学质料学院伍晖副传授课题组开辟出一种全新的纳米颗粒制备技能，初次提出使用高速扭转卷对卷装置操纵纳米颗粒的生长历程，乐成实现了金属单质、合金和金属氧化物等多种材质的纳米颗粒制备，为金属纳米粉末的合成提供了新思绪和新机会。

金属纳米颗粒的可控合成对底子科学研究以及现实产业应用都非常紧张。现在常用的合成金属纳米颗粒的要领为化学还原法，现实产业生产中金属块体质料到金属纳米质料的加工历程必要履历金属块体溶解为金属盐以及金属盐还原成为纳米质料这两个步调，必要利用大量试剂和外貌活性剂，而且会孕育发生大量的固体和液体废物。一种绿色的、可控的、可大范围生产高质量金属纳米颗粒的技能对付产业应用以及可连续进展非常紧张。

清华大学质料学院伍晖课题构成功开辟了一种将电沉积与剥离技能联合的一连扭转电镀（Rotating Electrodeposition and Separation, REDS）合成装置，该装置使用电化学还原历程将纳米颗粒沉积在一连扭转的基底外貌，之后通过机器剥离的要领得到疏散的金属纳米质料。此项事情在国际期刊《物质》（Matter）上颁发了题为“Metal Nanoparticles Harvesting by Continuous Rotating-Electrodeposition and Separation”（一连卷对卷电沉积与剥离制备金属纳米颗粒）的研究论文，并申请国内和国际专利。论文的第一作者为清华大学质料学院的博士生黄雅和航天航空学院的博士生杨程，清华大学质料学院长聘副传授伍晖为论文的通讯作者。项目得到国度天然科学基金委底子科学中间项目支持。

论文链接：

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S259023852030446X

REDS技能提供了一种可控的、可范围化、绿色低本钱制备高质量纳米颗粒的新要领。在REDS要领中，高速扭转的历程可以操纵质料的形核生长，为操纵纳米质料的尺寸和形貌提供了一种新思绪。该要领实用于合成多种差别的金属基纳米质料，包罗金属单质纳米颗粒(如Ag、Au、Ni、Cu)、合金纳米颗粒(如FeCoNi和FeCoNiW)和金属氧化物纳米质料(如Co3O4)。通过进一步操纵电沉积历程中金属原子的沉积条件，该要领还可以制备具有庞大布局的纳米质料，比方金属多面体、金属纳米片、金属枝晶和金属纳米花等布局。使用银球状纳米颗粒，可以制备性能优秀的导电浆料，用于印刷近场通讯标签和触摸屏面板等电子器件。将REDS要领替换传统的化学合成法制备银纳米颗粒，可以低落90%的产业加工本钱，对付银纳米质料的产业应器具有极大的远景。

图1 卷对卷电沉积装置事情表示图（上图）以及装置实物照片（下图）

图2 Ag NPs的生长和劳绩机制

图3 劳绩的种种Ag颗粒的形貌和表征

图4 Ag NPs的形态和表征

图5 REDS作为制造纯金属和合金NP的通用计谋