普渡大学的技术涉及在某些导电基板上应用高产量电沉积的过程。普渡大学研究小组的研究成果发表在12月份的《纳米尺度》杂志上。

镍制造商面临的最大挑战之一是如何处理金属内部晶粒相交的地方，也就是所谓的边界区域。这些传统的晶界可以强化金属以满足高强度需求。

然而，它们经常作为应力集中物，是电子散射和腐蚀攻击的脆弱部位。因此，常规边界通常会降低延展性、耐腐蚀性和导电性。

另一种特殊类型的边界被称为孪晶界，由于其高层错能，在镍等金属中不太常见。独特的单晶状镍含有高密度的超细孪晶结构，但几乎没有常规晶界。

普渡大学的研究人员已经证明，这种特殊的镍可以提高强度、延展性和耐腐蚀性。这些特性对汽车、天然气、石油和微机电设备等多个行业的制造商都很重要。

普渡大学工程学院材料工程教授张星航说:“我们开发了一种混合技术，可以制造出具有双边界的镍涂层，这种涂层既坚固又耐腐蚀。”“我们希望我们的工作能够激励其他人用新鲜的思维发明新材料。”

普渡大学的研究人员的解决方案是使用单晶衬底作为生长模板，结合设计的电化学配方来促进孪晶界的形成，抑制传统晶界的形成。高密度孪晶界的机械强度超过2 GPa，腐蚀电流密度为6.91 × 10⁻⁸一个厘米⁻²，高极化电阻516 kΩ。

研究小组成员、材料工程研究员李强说:“我们的技术能够制造出具有高密度双晶界和很少传统晶界的纳米孪晶镍涂层，这导致了卓越的机械、电气性能和高耐腐蚀性，表明在极端环境下的应用具有良好的耐用性。”“模板和特定的电化学配方为边界工程提供了新的途径，这种混合技术有可能用于大规模的工业生产。”

普渡大学这项技术的潜在应用包括半导体和汽车行业，这些行业需要具有先进电气和机械性能的金属材料来制造。纳米孪晶镍可用于汽车、天然气和石油工业的耐腐蚀涂层。

经过精心的工程设计，新的镍混合技术有可能集成到微机电系统工业中。MEMS医疗设备用于重症监护室和其他医院区域，以监测患者。

MEMS中的相关压力传感器和其他功能小尺寸元件要求使用具有优异机械和结构稳定性以及化学可靠性的材料。