宏观块材银是一种贵金属，以其优异的导电性和独特的光泽而闻名。

• 最高的导电导热性: 在所有金属元素中，银具有最高的电导率和热导率。
• 化学反应性: 银的化学性质比金活泼，在空气中会与硫化物反应而变黑（生成Ag₂S），但在常规环境下相对稳定。

当银以一维纳米线的形态存在时，其由高长径比和几何形状主导的纳米效应变得尤为突出，使其成为下一代光电和抗菌材料的核心。

• 优异的光电性能: 这是银纳米线最核心、最重要的应用特性。
  • 低方阻与高透光率: 银纳米线可以被配制成“墨水”，并涂布在各种基底（如PET、玻璃）上。当溶剂蒸发后，纳米线会随机搭接，形成一个肉眼不可见的导电网络。这个网络可以在保持极高透光率（>95%）的同时，实现极低的薄层电阻（方块电阻
  • 卓越的机械柔性: 由银纳米线构成的导电网络可以承受数万次的弯曲、折叠或拉伸而导电性几乎不衰减。
  这些特性使其成为传统脆性导电材料氧化铟锡（ITO）最有潜力的替代品，用于制造柔性触摸屏、可折叠显示器、柔性太阳能电池和可穿戴电子设备。
• 各向异性的LSPR: 与金纳米棒类似，银纳米线也具有两个LSPR吸收峰：一个是由短轴振荡引起的、位于~400 nm的横向峰；另一个是由长轴振荡引起的、强度较弱的纵向峰，其位置随长径比变化。

对于银纳米线，其性能优化的核心挑战是提高其化学和环境稳定性。因此，通过构建核-壳结构或合金化是其改性的主要策略。

目标: 在银纳米线（核）的表面精确地包覆上另一种材料（壳），以保护其免受氧化、硫化和腐蚀。

• 银线@金 (AgNW@Au): 在银纳米线表面包覆一层薄薄的金壳，是提高其化学稳定性的最有效方法。这层致密的金壳可以有效地将银核与外界环境隔绝，防止其被氧化或硫化，从而在保留银线优异导电性的同时，极大地延长了其在设备中的使用寿命。
• 银线@其它材料: 也可以在其表面包覆其它保护层，如超薄的氧化钛（TiO₂）、氧化铝（Al₂O₃）或石墨烯，以提高其在高温、高湿或紫外线照射下的稳定性。

目标: 将另一种金属原子（如铜、钯）引入银纳米线中，以在保持良好导电性的前提下，降低成本或提高稳定性。

• 银-铜合金 (Ag-Cu): 旨在用廉价的铜部分取代银，以降低透明导电膜的成本。

银是一种性能优异的催化剂，当其被制备成纳米线时，巨大的比表面积和易于回收的特性使其成为一种极具吸引力的多相催化剂。

• 高比表面积与高活性: 银纳米线具有极高的比表面积，暴露了大量的催化活性位点，因此在醇类选择性氧化、4-硝基苯酚还原等反应中表现出极高的催化活性。
• 易于回收利用: 与需要离心或过滤才能回收的纳米颗粒催化剂不同，银纳米线可以被方便地制成自支撑的纳米线膜或“纸”。这种宏观的催化剂在使用后可以被轻易地从反应体系中整体取出，极大地简化了催化剂的回收和再利用过程，降低了成本。

银纳米线网络具有巨大的电化学活性表面积和优异的导电性，是构建高性能电催化剂的理想平台。

• 氧还原反应 (ORR): 在燃料电池和金属-空气电池中，银纳米线被证明是一种高效、低成本的氧还原反应催化剂，有望替代昂贵的铂催化剂。

银纳米线（AgNWs）凭借其优异的SERS增强效应和独特的网络结构，在生物传感领域扮演着至关重要的角色。

• 表面增强拉曼散射 (SERS): 这是AgNWs在传感领域最核心、最强大的应用。
  • 原理: AgNWs的表面以及纳米线与纳米线之间的交叉点，在光场作用下会产生巨大的电磁场增强“热点”。这使其能够将附近分子的拉曼散射信号放大超过10¹⁰倍。
  • 柔性SERS基底: AgNWs可以被方便地涂布在柔性基底（如胶带、纸张、纺织品）上，用于构建便携式、可擦拭的SERS试纸。例如，可以用这种试纸直接擦拭水果表面，然后进行拉曼光谱检测，快速、原位地检测痕量的农药残留。
• 电化学生物传感: 涂布有AgNWs网络的电极具有巨大的电化学活性表面积和优异的导电性，是构建高灵敏度电化学生物传感器的理想平台，可用于检测葡萄糖、多巴胺等生物分子。

银纳米线（AgNWs）在治疗领域的核心应用是其作为一种广谱、高效的纳米抗菌剂，其一维网络结构赋予了其独特的应用模式。

AgNWs是目前研究最深入、应用最广泛的无机抗菌材料之一，特别是在需要构建抗菌涂层和过滤膜的领域。

• 多重抗菌机理: AgNWs的强大抗菌活性源于多种机制的协同作用，这使得细菌很难对其产生耐药性：
  1. 银离子（Ag⁺）释放: AgNWs具有极高的比表面积，能够持续、缓慢地释放出具有强生物活性的Ag⁺，从而破坏细菌的酶系统和DNA复制。
  2. 物理接触杀伤: 细菌与AgNWs的直接接触也会破坏其细胞膜的完整性。
  3. 活性氧（ROS）生成: AgNWs表面可以催化产生活性氧，对细菌造成氧化损伤。
• 应用模式:
  • 抗菌过滤膜: AgNWs可以被方便地制成具有高孔隙率的“纸”或过滤膜，用于空气和水的净化。当细菌通过时，会被高效地捕获和杀灭。
  • 抗菌纺织品: 将AgNWs嵌入或涂覆在纺织品纤维上，可以赋予其长效的抗菌、防臭功能。

银纳米线（AgNWs）的生物安全性是一个需要综合评估的复杂问题，其毒性主要来自于银离子的释放和其纤维状的形态两个方面。

• 银离子（Ag⁺）的细胞毒性: 这是AgNWs毒性的主要来源。AgNWs在生理环境中会缓慢溶解并释放出Ag⁺，高浓度的Ag⁺对哺乳动物细胞同样具有毒性，其机制主要是通过与蛋白质中的巯基结合和诱导氧化应激。
• 类石棉效应 (Asbestos-like Effect): 这是评估所有高长径比纳米材料安全性的一个核心概念。如果AgNWs的长度足够长（> 15-20 μm）、刚性足够强且生物持久性足够高，它们可能会在被吸入肺部后，因无法被巨噬细胞完全吞噬而引发持续的、慢性的炎症反应，即“受挫的吞噬作用 (Frustrated Phagocytosis)”。

AgNWs的毒性高度依赖于其剂量、尺寸（特别是长度）和表面涂层。短的（

高质量、高长径比的银纳米线的合成，几乎完全依赖于一种在高温有机溶剂中进行的经典方法——多元醇法。

这是制备银纳米线最核心、最主流的方法。

• 反应体系: 在高沸点的多元醇（最常用的是乙二醇, EG）溶剂中，将银的前驱体（通常是硝酸银, AgNO₃）在高温下（~160-180 °C）还原。
• 关键组分与原理:
  1. 溶剂兼还原剂: 在高温下，乙二醇会缓慢地将Ag⁺还原为Ag⁰。
  2. 形貌控制剂: 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是该反应中最重要的组分。PVP分子会选择性地吸附在银晶体的{100}晶面上，极大地抑制了这些侧面晶面的生长。
  3. 氧化刻蚀与孪晶诱导: 反应初期生成的银纳米颗粒（晶种）通常是多孪晶或单晶结构。通过向反应体系中引入痕量的氧化刻蚀剂（如Fe³⁺或Cu²⁺，通常以FeCl₃或CuCl₂的形式引入，其中的Cl⁻也有重要作用），可以优先将不稳定的多孪晶晶种氧化溶解掉，而保留下热力学上更稳定的、具有五重孪晶结构的晶种。
  4. 一维生长: 这种五重孪晶的晶种由于其独特的表面能分布，会沿着未被PVP完全覆盖的{111}晶面方向快速生长，最终形成一维的线状结构。
• 长径比调控: 通过精确地调控PVP与硝酸银的摩尔比、氯离子等卤素离子的浓度和反应时间等参数，可以方便地控制银纳米线的最终长度和直径。

对银纳米线（AgNWs）的精确表征是评估其能否用于透明导电膜等应用的关键。对其形貌和光电性能的表征尤为重要。

• 形貌、尺寸与长径比: 扫描电子显微镜 (SEM) 是表征AgNWs宏观形貌、长度分布、直径分布和网络连接情况最常用的工具。透射电子显微镜 (TEM) 则用于更精确地测量单根纳米线的直径和观察其晶体结构（如五重孪晶）。
• 晶体结构: X射线衍射 (XRD)。用于确认AgNWs为面心立方（FCC）的晶体结构。

• 方块电阻 (Sheet Resistance): 使用四探针台来精确测量由AgNWs构成的薄膜的导电性。方块电阻是评估其作为导电膜性能的最核心参数。
• 透光率 (Transmittance): 使用紫外-可见分光光度计来测量AgNWs薄膜在可见光范围（通常是550 nm处）的透光率。
• 品质因子 (Figure of Merit, FoM): 这是一个综合评价透明导电膜性能的指标，综合了导电性和透光性。FoM值越高，说明薄膜在保持高透光率的同时具有更低的电阻，性能越好。

银纳米线的表面工程是其从实验室走向商业化应用最关键的一步。其核心任务是**提高其化学稳定性**和**改善其与基底的接触**。

裸露的银纳米线在空气中容易被硫化或氧化，导致导电性急剧下降，严重影响器件寿命。

• 核-壳结构: 在AgNWs表面包覆一层致密的保护壳是解决该问题的最有效方法。常用的壳层材料包括：
  • 金 (Au): 通过电偶置换反应在银线表面包覆一层薄金壳，可以极大地提高其抗硫化和抗氧化能力。
  • 金属氧化物: 通过原子层沉积（ALD）等技术包覆超薄的氧化铝（Al₂O₃）或氧化钛（TiO₂），可以在不显著影响导电性的前提下，提供优异的化学和热稳定性。
  • 石墨烯/碳层: 包覆一层石墨烯或非晶碳，可以提供优异的化学保护和机械增强。

• 去除表面PVP: 合成后的AgNWs表面包裹着一层绝缘的PVP配体，这会严重影响纳米线与纳米线之间的接触电阻。通过温和的化学清洗（如用乙醇、肼蒸气处理）或物理方法（如等离子体处理、光子烧结）去除PVP，可以显著降低整个导电网络的电阻。
• 焊接线-线结: 通过光子烧结、热压或电浆处理等后处理技术，可以将纳米线网络中的交叉点“焊接”起来，形成真正的金属连接，从而极大地降低接触电阻，提高导电网络的稳定性和导电性。