研究透视:胡良兵,耐腐蚀可打印铜

研究透视:胡良兵,耐腐蚀可打印铜 | Science

铜合金具有出色的导电和导热性能，已经成为电子和能源系统中不可或缺的先进基础材料。然而，氧化和腐蚀行为，将会限制铜合金的长期可靠性，且现有的防护策略，通常需要高温或多步加工。

近日，马里兰大学任申强教授/胡良兵教授，张俊等联合劳伦斯伯克利国家实验室郑海梅教授等在Science上发文，报道了一种分子反应策略，可在低于150°C的条件下，将铜前驱体转化为金属铜，同时生成超薄的碳质与亚铜表面钝化层。

基于邻苯二酚的配体可介导铜的还原，实现低温颗粒间融合，并赋予表面钝化特性，从而制备出兼具低电阻率和卓越稳定性的柔性铜材料（在酸性溶液中耐受超过1000小时，在硫化物超过200小时，在140°C高温下超过240小时）。

该分子反应策略，解决了导电性、耐腐蚀性和可加工性之间长期存在的权衡难题，为下一代柔性电子和能源系统开辟了新路径。

第一作者：Jun Zhang，Qiubo Zhang，Qikun Feng

通讯作者：Haimei Zheng，Liangbing Hu，Shenqiang Ren

通讯单位：马里兰大学，劳伦斯伯克利国家实验室

A molecular pathway to corrosion-resistant printable copper.

耐腐蚀可打印铜的分子途径

图1：低温分子钝化法用于铜耐腐蚀导电网络的构建。

图2：铜墨水在空气中热处理过程中的烧结工艺及结构演变。

图3：铜导电网络的微观结构与界面表征。

图4：基于CuOM油墨制备的钝化铜表面钝化特性及其应用研究。

编辑语：铜的高电导率和热导率，在各种应用中不可或缺，但需进行表面处理，以预防氧化和腐蚀，从而确保长期稳定性。用于保护铜的方法，需要复杂的处理步骤以及有毒元素，且往往需在较高温度的表面工程，这限制了对敏感基材的使用。

该项研究开发了一种导电铜墨，利用微小的还原性分子配体，在常温下于 100°至 150°C 温度范围内，介导甲酸铜的原位分解。导电铜墨打印后，在铜表面上，残留的有机残留物可作为一道防护屏障，抵御氧化和腐蚀。

胡良兵Liangbing Hu，马里兰大学帕克分校教授。2002年中国科学技术大学少年班本科，2007年加州大学洛杉矶分校获博士学位。2006年共同创立Unidym公司，从事基于碳纳米管的柔性透明电极的大规模生产及其用于触摸屏、柔性OLEDs、太阳能电池。2009-2011年，斯坦福大学崔屹课题组博士后。研究方向：纳米材料和纳米结构，大规模纳米制造，储能器件如固态电池、钠离子电池，印制电子。目前已经发表了250多篇研究论文，这是第四次登上Science封面。

文献链接

Jun Zhang et al. , A molecular pathway to corrosion-resistant printable copper. Science 392, 766-770 (2026). DOI:10.1126/science.aed4488

本文译自Science。

来源：今日新材料

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