金属纳米线为何成为科研热门赛道？

2026-04-21 　来源：江苏先丰纳米材料科技有限公司　>>进入该公司展台　

作为一维纳米材料的核心分支，金属纳米线凭借尺寸效应带来的独特特性成为科研热点，应用潜力在多领域得到验证。银纳米线因优异的导电透光性，是柔性透明电极理想材料，应用于柔性显示、可穿戴设备科研；氧化锌纳米线因良好的光电特性，助力光电器件、气体传感等前沿科研。此外，铜纳米线以低成本适配柔性电子规模化制备。

这些特性让金属纳米线材料打破基础研究与产业应用的壁垒，在电子、能源、传感等多领域展现出不可替代的价值，也成为科研创新的重要突破口，吸引全球科研力量深耕探索。

本期小丰整理了3篇2026年金属纳米线的最新研究进展，一起看下吧~

Advanced Functional Materials

液态金属填充银纳米线网络比强度超钛合金3倍！

在柔性电子、航空航天等领域，多功能薄膜需兼具超高强度、电磁屏蔽、热管理及柔性，但传统材料面临三大瓶颈：一是性能协同难，高强度与高导电/屏蔽性固有矛盾；二是界面结合弱，填料易剥离团聚；三是规模化受限，工艺复杂且难以兼顾柔性与耐用性。这些问题严重制约高端应用，开发一体化柔性薄膜成为突破关键。

2026年2月15日，Advanced Functional Materials报道研究人员提出“取向交联+导电网络协同”设计策略，首次将共价交联取向细菌纤维素（BC）网络作为基底，结合层状结构设计构建高性能细菌纤维素基多功能复合薄膜（CABC&AgM），突破了传统细菌纤维素基复合材料力学与导电性能难以兼顾的瓶颈，成功实现了力学性能、电磁屏蔽与热管理的多效协同。

该薄膜以共价交联取向BC为基体，通过硼酸根离子构建共价键并经单轴预拉伸诱导纳米纤维取向，提升基体强度；表面负载纤维素纳米纤丝（CNF）改性液态金属（CLM）与银纳米线（AgNW）复合导电层，CLM填充AgNW网络空隙并强化界面结合。

这种双体系设计使材料具备卓越综合性能：力学性能方面，CABC&AgM薄膜拉伸强度达1121.87 MPa，比强度816.68 MPa·cm3/g，是钛合金的3.34倍，模量44.67 GPa，韧性33.09 MJ/m3；电磁屏蔽方面，导电率达15580.42 S/cm，电磁屏蔽效能（EMI SE）59.80 dB，单厚屏蔽效能（SE/t）16014.40 dB/cm，可屏蔽99.9999%电磁辐射。热管理方面，焦耳加热12秒内达到稳定温度，最高温度259.37℃，215秒内可融化冰块，且4000次折叠后性能仍稳定。

该薄膜制备工艺可规模化，兼具柔性与耐用性，为柔性电子、航空航天、智能交通等场景提供了一体化解决方案。

文献名称：Ultrastrong Aligned and Bridged Bacterial Cellulose-Supported Liquid Metal/Silver Nanowire Films for Superior Electromagnetic Interference Shielding and Thermal Management

InfoMat

P3HT/ZnO纳米线p-i-n结突触晶体管

生物神经系统具有超低功耗和高效感知的优势，尽管最近提出的神经形态电子设备已经模拟了一些基本的神经和突触功能，但仍存在一些问题，如人类感官存在的固有局限（如无法看见紫外光、实时区分某些声频），因此，开发能扩展人类感知能力的仿生神经形态电子器件具有重要意义。

2026年3月19日，期刊InfoMat报道研究人员构建了一种由P3HT纳米线薄膜/PMMA/ZnO纳米线构成的p-i-n异质结突触晶体管，利用其可重构、双增强等突触塑性，成功模拟了生物的感觉与运动神经系统，实现了紫外光识别、颜色分辨及对不同频率声音的感知与预警响应。

基于器件的电/光响应特性，研究构建了用于彩色验证码识别的人工神经网络，以及集成了电路、逻辑控制和机械执行机构的完整人工听觉-运动预警系统进行功能验证。结果显示，在PZJ STs神经网络中，其识别和分类准确率分别达到96%和92%。更重要的是，PZJ STs对不同频率的电脉冲表现出相反的响应，这使得研究人员能够制造出人造听觉和运动神经系统，从而克服人类听觉神经系统的局限性（后者无法区分高频声波或避免其造成的损伤）。

借助PZJ STs在不同脉冲频率电刺激下的抑制和增强特性，该项工作构建了一个人工听觉系统以扩展人类听觉的能力，可用于区分不同频率的声波并避免损伤。该项工作中制备的PZJ STs有助于制造人工感觉和运动神经系统，从而拓展未来类脑电子设备的应用场景和功能。

文献名称：Artificial sensory and motor nervous systems enabled by bioinspired nanowire heterostructure synapse

Angew

Cu纳米线阵列助力高效电催化还原脱羟基反应

近年来，电合成技术作为一种利用可再生电力在常温常压下制造化学品的绿色方法，受到了越来越多的关注。电化学脱羟基反应作为一种在温和条件下实现C-O键选择性断裂的策略，具有很大的发展潜力。然而，目前的研究主要集中在氧化脱羟基反应上，而还原脱羟基反应的开发相对较少。因此，开发一种高效的电催化还原脱羟基反应，用于将1,4-丁烯二醇（BED）转化为BTO，不仅具有重要的科学意义，也具有巨大的应用潜力。

2026年1月7日，期刊Angew报道了一种在常温常压下，通过Cu纳米线阵列（Cu NWAs）实现了1,4-丁烯二醇（BED）电催化还原脱羟基反应，用于高效合成3-丁烯-1-醇（BTO）。

实验结果显示，Cu NWAs作为电催化剂在-0.9V相对于可逆氢电极（RHE）的条件下，实现了高达90.5%的BED转化率和80.2%的BTO选择性，这一性能远高于已有的贵金属催化剂体系。在大规模的两电极H型电解槽中（1L），Cu NWAs在200mA cm-2的工业电流密度下，稳定地实现了≥92.3%的BED转化率、≥82.7%的BTO选择性以及190.8mmol gcat-1h-1的BTO产率。

此外，通过循环伏安法测试，Cu NWAs在-1.0A cm-2的大电流密度下，经过30个催化循环后，BED转化率和BTO选择性仍稳定保持在≥93.6%和≥72.3%，显示出优异的电催化稳定性和耐久性。

在反应机理方面，研究人员通过原位电化学红外光谱（ATR-FTIR）和密度泛函理论（DFT）计算，揭示了Cu NWAs表面的C-OH键断裂和BTO脱附的低能量势垒。实验结果表明，Cu NWAs表面的C-OH键断裂和BTO脱附过程是促进BED选择性脱羟基反应的关键步骤。DFT计算进一步表明，Cu（111）面上的BED吸附能为0.09eV，远低于Pt、Pd和Ni等其他金属。

此外，Cu表面的BTO脱附能垒仅为0.06eV，远低于Pt（1.41eV）、Pd（1.08eV）和Ni（0.81eV），这使得Cu NWAs在电催化还原脱羟基反应中表现出更高的活性和选择性。

与传统的热催化脱水反应相比，该项研究开发的电催化还原脱羟基反应在常温常压下进行，无需高温和高成本的固体酸催化剂，显著降低了能耗和生产成本。此外，该方法还避免了多种副产物的生成，具有更高的原子经济性和环境友好性。

文献名称：Selectively Electrocatalytic Reductive Dehydroxylation of 2-butene-1,4-diol to 3-buten-1-ol over Cu Nanowire Arrays at Industrial Current Densities

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