1. 研究背景
银纳米片凭借其独特的理化性质和二维结构优势,在柔性电子、表面增强拉曼散射及传感领域展现出巨大潜力。厚度对其光学性能、柔韧性及烧结行为具有关键影响。然而,传统方法因缺乏有效抑制厚度方向生长的机制,导致超薄银纳米片的可控合成仍面临挑战,尤其对于大尺寸纳米片而言,常规方法所得纳米片厚度一般超过10 nm,甚至达到40 nm。这一问题不仅提高了材料成本,还限制了银纳米片在一些应用领域的探索。
2. 文章概述
西京学院刘凯与西安交通大学高传博团队联合报道了亚硝酸盐辅助的超薄银纳米片的合成及其在柔性电极制备中的应用。研究团队创新性地提出了亚硝酸盐辅助的种子生长策略。该策略通过亚硝酸盐的双重调控作用,一方面有效抑制银的自成核过程,避免多晶核无序生长;另一方面可高度选择性吸附于银的{111}晶面,精准限制晶体沿厚度方向的生长,最终成功制备出厚度约2 nm的超薄银纳米片。该产物不仅具备高纯度、尺寸可调的优势,其超薄结构还能促进银纳米线的低温焊接,显著降低导电网络的接触电阻,大幅提升柔性电极的导电性能与稳定性。该方法为制备高质量、超薄二维金属纳米晶提供了多样化途径,并为柔性光电子器件和可穿戴设备先进材料提供了新方向。
3.图文导读
示意图亚硝酸盐辅助超薄银纳米片的合成策略示意图。
图1 超薄银纳米片合成过程检测图。(a-c)银种晶、中间产物及银纳米片的TEM图,(d) 超薄银纳米片的HRTEM图。(e,f)合成过程中反应体系的光学照片及紫外-可见光谱。
图2 不同浓度亚硝酸钠下合成的银纳米晶。(a)示意图。(b-e)银纳米片的TEM图像。亚硝酸钠浓度:(b) 0;(c) 0.02 M;(d) 0.08 M;(e) 0.1M。
图3 银纳米片的结构表征。(a-f)不同尺寸银纳米片的TEM和AFM图,分别对应400 nm(a, d), 600 nm(b, e) 和1 µm(c. f)。(g) 不同尺寸银纳米片的厚度与长径比。(h) 本合成方法制备的银纳米片与文献报道的银纳米片的厚度对比。(i) 不同尺寸银纳米片的紫外-可见-近红外光谱。
图4 银纳米片/纳米线复合材料在PDMS基底上的焊接行为。(a-d) 焊接过程中不同时间的SEM图:(a) 0分钟,(b) 10分钟,(c) 15分钟,(d) 30分钟。(e, f)使用15 nm厚银纳米片(替代超薄纳米片)的焊接SEM图:(e) 0分钟,(f) 30分钟。(g) 银纳米片焊接电极的透射光谱图。(h) 银纳米线焊接电极的透射光谱图。(i) 500 nm处透光率与电极电阻的关系。(j) 银纳米片焊接电极的光学照片。
论文信息:
Nitrite-Mediated Synthesis of Ultrathin Ag Nanoplates for Flexible Electrode Fabrication
Kai Liu*, Qingbo Wa, Yeming He, Zhiyuan Liang, Yan He, Zemin He, Wenyuan Duan, Yongming Zhang, Duqiang Xin, Jianxin Guo, Zhaojun Liu, Yangfei Gao, Chuanbo Gao*
Advanced Functional Materials
编辑:李峙蓉 审核:张勇
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