中国粉体网讯 贵金属功能材料是电子电气、半导体微电子、新能源催化、生物医药等领域的核心基础材料。随着下游器件向小型化、高集成度、低能耗方向持续升级,贵金属材料正从传统块体与微米粉体,逐步向小尺寸化、低维化、多元合金化方向演进。
低维纳米结构可提供更高的比表面积、更低的贵金属用量、更宽的烧结窗口与可调控的表面电子结构,是高端应用场景降本提效的重要材料方向。但这类材料的制备长期面临成核控制难、团聚难抑制、各向异性形貌难保持、多元合金均匀性差、孔结构易坍塌等共性技术瓶颈,制约了其规模化落地。
西安工程大学刘亚明副教授团队长期深耕纳米材料的设计合成,围绕小尺寸低维贵金属纳米结构开发了系列可控制备方法,搭建起覆盖多维度、多组分的可调合成技术平台,为相关领域的材料定制与技术攻关提供了底层方法支撑。
贵金属粉体升级趋势与制备端的共性瓶颈
在电子与半导体领域,贵金属粉体是导电浆料、封装互连材料的核心导电相;在新能源领域,其是电催化、电极材料的关键活性组分;在生物医药领域,纳米级贵金属则是高灵敏检测试剂的核心功能材料。不同赛道的应用升级,共同推动贵金属粉体向更精细的结构方向发展。
小尺寸、低维化的结构优势十分明确:相比传统微米粉体,纳米级低维结构的比表面积可提升数倍至数十倍,能够在更少的贵金属用量下实现同等性能,有效降低材料成本;同时更低的烧结温度可适配更多低温工艺场景,可调的表面电子结构也能针对性优化材料的导电、催化等性能。
但制备端的技术门槛同样突出。小尺寸纳米颗粒表面能极高,合成与后处理过程中极易发生团聚,直接丧失纳米结构的性能优势;一维纳米线、二维纳米片等各向异性结构的生长过程难精准调控,形貌稳定性差,极易在后续处理中发生结构破坏;多元合金体系中,不同金属的还原动力学差异易导致成分偏析,难以实现均匀合金化的协同效应;多孔贵金属结构则普遍存在孔道易坍塌、结构稳定性不足的问题。这些共性难题,是小尺寸低维贵金属粉体从实验室走向产业应用必须突破的关卡。
覆盖全维度的可调合成技术体系
针对上述制备痛点,刘亚明团队从合成方法学的底层逻辑切入,开发了系列可控合成技术,形成了覆盖“一维纳米线—零维纳米颗粒—二维纳米片—多孔结构—多元合金组成”的完整可调合成平台,可根据不同应用场景的需求,精准调控材料的形貌、尺寸、组分与孔结构。
针对零维纳米颗粒,团队通过精准调控还原反应动力学与表面保护剂体系,实现小尺寸颗粒的窄粒径分布制备,有效抑制颗粒团聚,保障批次性能一致性;针对一维纳米线与二维纳米片,通过晶面定向诱导生长机制,实现各向异性结构的可控制备,提升形貌结构的稳定性;针对多孔贵金属结构,开发模板辅助与原位刻蚀结合的制备方法,可精准调控孔道尺寸与分布,提升结构的力学稳定性;针对多元合金体系,通过同步还原与组分调控技术,缩小不同金属的还原速率差异,实现多金属元素的均匀合金化,充分发挥不同组分的性能协同效应。
这套方法学体系不局限于单一材料品类,可根据下游具体的性能要求灵活调整,为不同应用场景的贵金属粉体开发提供了通用的技术底座。
面向产业的产学研协同方向
当前国内贵金属粉体与电子浆料产业,普遍存在高端定制化材料开发周期长、工艺参数摸索成本高的问题,高校的基础研究积累与企业的产业化需求结合,是缩短新材料落地周期的有效路径。
刘亚明团队希望依托已有的合成技术平台,与贵金属粉体制备、电子浆料、半导体封装材料等领域的企业开展深度合作,针对具体应用场景的性能指标要求,开展材料定制开发、工艺参数优化与联合技术攻关,推动小尺寸低维贵金属纳米材料从实验室成果向产业化应用转化,共同助力高端贵金属粉体材料的技术升级与国产替代。
2026年11月12日,中国粉体网将在江苏·苏州举办“2026半导体与电子用高纯金属粉体技术大会”。届时,我们邀请到西安工程大学刘亚明副教授出席本次大会并作题为《小尺寸低维贵金属纳米粉体的关键制备技术》的报告,刘亚明副教授将围绕小尺寸低维贵金属纳米结构的可控制备,分享覆盖零维颗粒、一维纳米线、二维纳米片、多孔结构与多元合金的可调合成方法学,探讨与粉体、浆料企业开展产学研联合开发的合作方向。

嘉宾简介:
刘亚明,西安工程大学副教授、硕士生导师,研究方向为纳米材料的设计合成与废旧聚酯高值化利用。主持陕西省科技厅自然科学基金面上与青年项目、陕西省教育厅重点项目及多项企业科技攻关项目,获陕西高等学校科学技术研究优秀成果二等奖。在《Angewandte Chemie》《ACS Nano》《Applied Catalysis B: Environmental》《Advanced Functional Materials》《Nano Letters》等期刊发表论文三十余篇,其中含ESI高被引论文1篇,授权国家发明专利4项,同时担任《Angewandte Chemie International Edition》《Applied Catalysis B: Environmental》等期刊审稿人。
参考来源:
西安工程大学、中国粉体网
(中国粉体网编辑整理/留白)
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