近日,西京学院刘凯教授团队联合西安交通大学高传博教授等人,在超薄银纳米片可控制备领域取得关键技术突破。相关研究成果以《Nitrite-Mediated Synthesis of Ultrathin Ag Nanoplates for Flexible Electrode Fabrication》为题,发表于材料科学领域国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》(中科院一区TOP期刊,影响因子19)。该成果为高性能柔性透明电极的研发提供了全新材料方案,对推动柔性电子、可穿戴设备等新兴产业发展具有重要意义。
银纳米片因独特的二维结构和优异的理化特性,在柔性电子、表面增强拉曼散射、传感等领域拥有广阔应用前景。其厚度直接决定了材料的光学性能、柔韧性及烧结行为,是影响相关器件性能的核心指标。然而,传统合成方法缺乏有效的厚度调控机制,难以抑制晶体在厚度方向的生长,导致产物多为较厚的纳米片,无法满足高端柔性电子器件的应用需求,成为制约产业发展的技术瓶颈。

为破解这一难题,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纳米的超薄银纳米片。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。
此次提出的新型合成方法,不仅实现了超薄银纳米片的精准制备,更为高质量超薄二维金属纳米晶体的合成提供了全新调控思路,可拓展应用于其他贵金属超薄纳米材料的制备,具有重要的科学价值与普适性意义。基于该材料制备的柔性电极,有望广泛应用于柔性OLED显示、柔性太阳能电池、可穿戴传感器等高端器件,为柔性光电子器件与可穿戴设备的升级迭代提供核心材料支撑。
据悉,西京学院为该研究成果的第一完成单位,西京学院刘凯教授为论文第一作者兼通讯作者。研究工作得到了陕西省自然科学基础研究计划、西京学院高层次人才专项、国家自然科学基金、陕西省重点研发计划等项目的资助,同时获得西京学院分析测试共享中心的技术支持。该成果的发表,充分彰显了西京学院在纳米材料与柔性电子交叉领域的科研实力,为学校学科建设与科研创新发展注入新动力。
下一步,研究团队将继续深化该合成技术的产业化研究,推动超薄银纳米片材料在柔性电子领域的实际应用,助力我国柔性电子产业实现高质量发展。

刘凯,博士(后),2019 - 2024 年期间任职于西安交通大学前沿科学技术研究院,自 2024 年起,加入西京学院电子信息学院担任教师。专注于金属纳米材料的合成与应用研究,获中国博士后特别资助(站前)1 项,主持陕西省基础研究计划2 项、西京学院高层次人才专项 1 项。发表学术论文40余篇,涵盖Nature Communications(ESI 高被引论文)、Advanced Functional Materials、Chemical Engineering Journal、Nano Letters(ESI 热点论文和高被引论文)等知名期刊,授权发明专利2项。教学上承担了《能量转换材料与器件课程设计》《有机
化学实验》《专业综合实验》的相关教学工作。