武汉理工大学，铜防腐领域Nature子刊！

铜作为现代电子器件与能源系统的关键基础材料，在人工智能、高性能计算、5G通信等前沿技术快速发展的背景下，其长期稳定性和可靠性愈发受到重视。然而，铜在潮湿、含盐等实际环境中极易发生电化学腐蚀，且其表面难以形成稳定致密的自钝化层。如何在不牺牲优异导电性能的前提下实现对铜的长期、高效防护，已成为该领域长期聚焦的核心科学问题。

针对上述挑战，研究团队创新性地提出了一种阳极氧化诱导的配位聚合策略。在电化学条件下，铜表面发生可控溶解，释放出的铜离子与有机分子1,4-苯二硫醇（BDT）在界面原位发生配位反应，自发生长形成一层致密的纳米级保护膜。结构分析表明，该钝化膜具有独特的双层结构：外层为约5.2 nm厚的Cu–BDT配位聚合物层，内层为约1.8 nm厚的Cu₂S过渡层，二者协同构成厚度约7 nm的纳米复合防护体系（如下图）。该结构在成分与密度上呈现梯度分布，有效提升了界面稳定性并抑制了缺陷产生。

该钝化膜在几乎不影响铜基底导电性能的同时，展现出卓越的抗腐蚀能力。在3.5% NaCl溶液中，它可使铜的腐蚀电流密度降低超过三个数量级，腐蚀速率下降约1000倍。在酸性（H₂SO₄）和碱性（NaOH）环境中，防护效率分别提升约130倍和1280倍，表现出优异的环境适应性。机理研究表明，Cu–BDT配位结构中的强Cu–S键赋予了体系优异的化学稳定性与疏水特性，而中间的Cu₂S层则作为缓冲界面，有效增强了薄膜与基底之间的结合。第一性原理计算进一步揭示，该钝化层可显著提高腐蚀性物种（如O₂和Cl^-）在铜表面的吸附能垒，从而在原子尺度上抑制腐蚀反应的发生。

此外，研究团队还将该方法拓展至卷对卷连续加工体系，成功实现了大面积铜箔的稳定处理，证明该策略具有良好的规模化应用潜力。本研究提出的“电化学诱导配位聚合”策略，为在分子尺度上构建金属防护层提供了全新思路，也为高可靠性电子器件、能源系统，以及面向人工智能时代的极端环境中金属材料的长期稳定运行，提供了重要的技术支撑。

相关研究成果以“Anodic Coordination Polymerization for Bilayer Passivation of Copper against Oxidation”为题，发表于国际权威学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications），论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-72231-z。材料复合新技术全国重点实验室彭健研究员以及华南理工大学赵云教授为共同通讯作者，博士生佘晓萌、杨华岳和张驰助理研究员为共同第一作者，武汉理工大学为第一完成单位。

彭健研究员：武汉理工大学研究员，博士生导师，国家级高层次青年人才、湖北省高层次青年人才。2016年在厦门大学取得高分子化学与物理博士学位，2017年1月至2020年10月在厦门大学郑南峰院士团队从事博士后研究。2021年2月加入武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室，任研究员，博士生导师，2021年入选中国科协资助第七届青年人才托举工程（非自筹）和首届湖北省青年拔尖人才计划，2025年荣获湖北省青年项目A类（原省杰青）和国家基金委青年项目B类（原国家优青）。研究聚焦集成电路领域铜等互连材料在"高温、高湿、高盐"典型场景下的腐蚀防护需求，在Nature、Nat. Commun.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.、Nano Letters、ACS Catalysis、Corrosion Science、Journal of Material Science and Technology、Journal of Colloid and Interface Science等重要学术期刊发表研究论文五十多篇，已授权国际/国内发明专利8项，近5年主持国家自然科学基金、科技部重点研发项目子课题等多项科研项目。研究成果荣获福建省优秀学术论文一等奖。

赵云副教授：华南理工大学环境与能源学院副教授，博士生导师。2016年于厦门大学化学化工学院物理化学专业获得博士学位。2017至2019在德国莱布尼茨催化研究所进行博士后研究。2020.09至今担任华南理工大学环境与能源学院教学科研系列教师。研究方向为大气污染控制的理论研究，多相催化的功能纳米材料表界面调控，含碳小分子的活化及其催化反应机理的深度挖掘以及DFT理论模拟，机器学习在催化剂筛选方面的应用等。