奈米孔洞結構材料一般具有低密度及高比表面積等特性，在觸媒等領域中常用的中孔材料(Mesoporous materials)即具有特殊的吸脫附及催化等特性。有別於中孔材料領域常用的矽酸鹽、沸石、金屬有機框架(MOF)等材料，本研究是利用真空鍍膜的方式製作純金屬銅的奈米孔洞材料。其製程是利用去合金法使薄膜從銅鋁前驅合金上表面開始形成奈米級尺寸的孔洞結構，如圖一所示。根據橫截面的分析，去合金前端的形成速度約為5 nm/s。形成的支架以及孔洞都是互相連接與流通的連續結構，平均尺寸在25nm。藉由不同合金比利的前驅物薄膜，亦可合成出不同相對密度的奈米孔洞銅結構。此結構在過濾、吸脫附、觸媒、電極等皆有開發潛力。 此外，本研究亦針對孔洞銅的結構做機械性質的量測與分析。關於孔洞材料的模型一般會採用Ashby and Gibson公式去預測降伏強度及彈性係數等，本研究利用奈米壓痕測試將得到的數據與模型做比較，如圖二所式。同時並深入探討奈米孔洞支架效應外，其他可能的薄膜及氧化效應對於整體結構強度的影響。整體結果看來在不同相對密度下，奈米銅支架的強度皆高於純銅的預測值，其奈米結構效應高於一般薄膜或是氧化物所構成的效應。本研究可做為奈米孔洞銅材料未來做為其他功能性材料研究下的整體鍍膜結構強度計算基礎。（鄭憶中教授提供 ichungch@ntu.edu.tw） 圖一 奈米孔洞銅薄膜在不同去合金時間下上表面及橫截面形貌分析 圖二 奈米銅支架大小與模型應力預測值比較分析。
奈米孔洞結構材料一般具有低密度及高比表面積等特性，在觸媒等領域中常用的中孔材料(Mesoporous materials)即具有特殊的吸脫附及催化等特性。有別於中孔材料領域常用的矽酸鹽、沸石、金屬有機框架(MOF)等材料，本研究是利用真空鍍膜的方式製作純金屬銅的奈米孔洞材料。其製程是利用去合金法使薄膜從銅鋁前驅合金上表面開始形成奈米級尺寸的孔洞結構，如圖一所示。根據橫截面的分析，去合金前端的形成速度約為5 nm/s。形成的支架以及孔洞都是互相連接與流通的連續結構，平均尺寸在25nm。藉由不同合金比利的前驅物薄膜，亦可合成出不同相對密度的奈米孔洞銅結構。此結構在過濾、吸脫附、觸媒、電極等皆有開發潛力。
此外，本研究亦針對孔洞銅的結構做機械性質的量測與分析。關於孔洞材料的模型一般會採用Ashby and Gibson公式去預測降伏強度及彈性係數等，本研究利用奈米壓痕測試將得到的數據與模型做比較，如圖二所式。同時並深入探討奈米孔洞支架效應外，其他可能的薄膜及氧化效應對於整體結構強度的影響。整體結果看來在不同相對密度下，奈米銅支架的強度皆高於純銅的預測值，其奈米結構效應高於一般薄膜或是氧化物所構成的效應。本研究可做為奈米孔洞銅材料未來做為其他功能性材料研究下的整體鍍膜結構強度計算基礎。（鄭憶中教授提供 ichungch@ntu.edu.tw）
圖一 奈米孔洞銅薄膜在不同去合金時間下上表面及橫截面形貌分析
圖二 奈米銅支架大小與模型應力預測值比較分析。