具有微納米多級形貌的圖案化薄膜具有特殊的親疏液性能，在自清潔、摩擦學(xué)、腐蝕學(xué)等研究領(lǐng)域中占有重要的位置。

中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所烏學(xué)東科研團隊通過電化學(xué)-化學(xué)共沉積的方式得到了表面形貌逐步變化的Ni-P合金薄膜，這一薄膜無需進行低表面能物質(zhì)的修飾即展現(xiàn)出了超疏水性能。近期，該課題組對這一共沉積形貌的變化進行了更深入的研究，利用電化學(xué)工作站采集和分析的數(shù)據(jù)對薄膜的電化學(xué)成核機理有了更深的認識。

電解液中還原劑的加入，產(chǎn)生了去極化現(xiàn)象，增大了沉積電流。純Ni薄膜沉積過程存在一個擴散控制區(qū)，而協(xié)同沉積過程中沒有出現(xiàn)對應(yīng)的擴散控制區(qū)現(xiàn)象。這說明協(xié)同沉積過程此時電極表面存在其它反應(yīng)，增加了電流。純Ni薄膜成核起始階段出現(xiàn)的雙電層充電現(xiàn)象也在協(xié)同沉積時消失（圖1），這是由于還原劑的加入對雙電層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響。從形貌上來看，純Ni薄膜沉積時得到的為平整薄膜狀結(jié)構(gòu)，Ni-P協(xié)同沉積得到的成核形貌全部為球狀結(jié)構(gòu)，這是由于薄膜在成核初始階段，由于電沉積的作用遠遠強于化學(xué)沉積，溶液中的鎳離子首先會在電場的作用下被還原為金屬原子。起始沉積，鎳原子的數(shù)量不多，因此比表面積較大懸鍵多，催化活性高，可以作為催化劑催化溶液中的還原劑與金屬鎳離子進行化學(xué)沉積，在這一高活性鎳周圍沉積，形成了球狀結(jié)構(gòu)（圖2）。即發(fā)生化學(xué)沉積所需要的催化劑是由電沉積成核時產(chǎn)生的高活性鎳。這一過程導(dǎo)致了球狀成核形貌的產(chǎn)生，與普通的薄膜狀成核相比，存在明顯差異。

該薄膜具有超疏水低接觸角滯后等優(yōu)異的性能，結(jié)合鎳合金本身良好的防腐蝕性能，這一圖案化薄膜在防腐方面具有應(yīng)用價值的潛力。同時，圖案化形貌的存在，不利于微生物在表面的吸附，也可以應(yīng)用于防污領(lǐng)域。

此研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在英國皇家化學(xué)會雜志RSC advances（RSC Advances, 2015, 5, 27242 - 27248）上。

此研究工作得到了中國國家自然科學(xué)基金(No.51475450，51335010)和國家基礎(chǔ)研究項目(No.2014CB643302)及浙江省創(chuàng)新團隊(No. 2011R50006)的支持。

 電沉積（a）和協(xié)同沉積（b, c）在及時電流曲線中差別：電流的下降區(qū)（a）在協(xié)同沉積過程中消失

 電化學(xué)化學(xué)協(xié)同沉積示意圖（左）和協(xié)同沉積與普通電沉積在陰極極化曲線和成核形貌之間的區(qū)別（右）