美国杜克大学的一化学研究小组6月1日表示，他们成功地完善了铜纳米导线的制造方法，此举有望在不久的将来让铜纳米导线的商业化生产成为现实。纳米铜导线十分细微而透明，可取代银纳米材料和铟锡氧化物，用于薄膜太阳能电池、平板电视和计算机，以及柔性显示器中。

　　研究小组负责人、杜克大学化学助理教授本杰明·威利表示，最新的平板电视和计算机显示屏通过一系列的电子像素显示图像，电子像素由透明的铟锡氧化物材料制成的导电层相连接。铟锡氧化物还被用作薄膜太阳能电池的透明电极。不过，铟锡氧化物存在着易碎的缺点，因而不能用来生产柔性屏幕。同时它的生产过程效率不高，价格也相当昂贵，在需求量不断增加的今天价格更是不断上涨。

　　银纳米导线作为透明导体性能良好，威利在读研究生时便协助将银纳米导线的生产进行了专利注册。但是，银与铟类似，它们稀少且昂贵。另外，有研究人员在试图改善碳纳米管的性能，但至今还没有取得突破性进展。

　　威利表示，如果人们想要让电子设备和太阳能电池得到广泛普及，那么则需要利用地球上存储量丰富的材料，同时这些材料也无需花费过多的能量来获取。他认为，目前人们所知的既透明又导电的材料十分稀少，这也是铟锡氧化物虽有缺陷却仍被采用的原因。

　　现在，威利他们的研究显示，存储量比铟丰富上千倍的铜能够被用来生产透明且导电的纳米导线。铜纳米导线的导电性能优于碳纳米管，同时比银纳米导线要廉价许多。威利认为，铜纳米导线价廉且性能良好的事实使得其成为非常有希望解决难题的材料。

　　威利和他的两名学生在水溶液中生长铜纳米导线。他说，通过向水溶液添加不同的化学物质，能够控制原子形成不同的纳米结构。在制作铜纳米导线过程中，当铜出现结晶时，它首先形成微小的“种子”，随后每个“种子”生长成单独的纳米导线。

　　由于铜纳米导线生长在水溶液中，同时它具有柔性，因此威利认为，铜纳米导线有望以滚动的生产方式在溶液中镀层，如同报纸的印刷过程，这样将远远高于生产铟锡氧化物的效率。

　　据悉，过去曾有研究人员研制出铜纳米导线，但是生产的规模比威利他们的要小得多。

　　威利他们不仅研究出铜纳米导线的新生产方法，而且还首次向人们展示铜纳米导线是良好的透明导体。威利表示，新的生产过程需要扩大规模以便能够实现商业应用，不过同时他也需要解决目前存在的问题，即防止铜纳米导线出现凝结减低透明度，以及防止铜发生氧化降低导电性。他相信，一旦凝结问题得以解决，铜纳米导线的导电性将与银纳米导线和铟锡氧化物的相媲美。

 来源：科技日报　

编辑：胡迪科