多孔铂基体显示出作为新型执行器材料的前景

执行器是将能量转化为运动的常见机器部件，例如人体的肌肉、手机中的振动器或电动机。理想的执行器材料需要良好的电化学性能来重复传导由流动电子形成的电流。

此外，执行器材料需要优异的机械性能，以承受与持续运动相关的物理应力。纳米多孔铂(np-Pt)是一种含有微小孔隙以增加能量传导的铂基体，最近以经济高效的方式大量生产，使 np-Pt 成为理想且更实用的执行器材料。

德国汉堡汉堡理工大学的一组材料科学家制造了一种超细韧带 np-Pt 材料，该材料由非常细的铂丝或韧带随机互连的网络组成，小至 2 纳米 (10 -9 m ) ) 在直径上。

该网络还在股线之间形成微小的孔隙，从而改善电子或带电原子在材料中的运动。重要的是，该团队使用了一种有效的制造方法，降低了合成 np-Pt 的成本。通过减小 Pt 线的直径，np-Pt 材料的表面积与体积比和机械稳定性都会提高，从而改善材料的执行器性能。

研究人员在《能源材料与设备》上发表了他们的研究成果。

与正在研究的其他纳米多孔金属和材料作为执行器的潜在用途相比，研究小组发现 np-Pt 物理上更坚固，并且与其他过于脆弱的纳米多孔材料相比，很可能作为传感器或探测器材料。

“np-Pt 的细韧带尺寸可以提供更大的表面积，这使得该材料成为一种有前途的……化学反应催化剂以及执行器材料，”该论文的第一作者、该研究组的研究员Haonan Sun 说。汉堡工业大学的集成金属纳米材料系统。作为催化剂，np-Pt 可以加快特定化学反应的速率。

这项研究最独特的地方在于研究人员如何制造 np-Pt 材料。“这项研究的主要突破是我们通过电化学脱合金获得了块状 np-Pt。过去对 np-Pt 的研究都是基于使用更昂贵的商业 Pt 颗粒制备的纳米颗粒或薄膜。因此，简单且廉价的脱合金方法增加了 np-Pt 的实用性，并使进一步的研究成为可能。”Sun 说。

具体来说，脱合金是一种选择性浸出或腐蚀的过程，其中合金或材料混合物的一种成分被选择性地从材料中去除。在脱合金过程之前，材料是均匀的混合物。经过选择性浸出过程后，化学活性较高的混合材料从材料中部分去除，留下微小的孔隙。

在这种情况下，通过使用硫酸(H 2 SO 4 )从铂-铜合金(Pt 15 Cu 85 )选择性地浸出铜来制造np-Pt 。

在这项研究之前，NP-Pt 也从未大批量生产过。研究小组认为，块状 np-Pt 的成功性能可以作为开发其他纳米多孔金属的模型，可以研究它们作为潜在执行器材料、应变传感器或化学反应催化剂的适用性。

随着 np-Pt 执行器材料性能的确立，该团队期待确定该材料对化学反应的影响。“这项研究的下一步是研究我们的 np-Pt 的化学催化剂特性。我们已经在块状 np-Pt 的氧还原反应中发现了一些非常有趣的现象，该反应将氧和氢结合形成水……我们将希望对此做一些更深入的研究，”孙说。