] 在一些实施例中，步骤化）中所涂覆的涂层是无电沉积所必需的。在一些实施例 中，步骤化）中所涂覆的涂层是在涂覆该含金属材料之前被还原。
[0068] 贯穿本说明书贵金属"将被认为包括金、银W及销族金属（销、钮、锭、钉、银W及 饿）。"非贵金属"是非运些贵金属中一员的一种金属。
[0069] 贯穿本说明书，术语"基本上不含贵金属"应理解成意指贵金属（如果存在）仅W 杂质水平或W痕量存在。在运方面，本发明并不要求故意添加贵金属。
[0070] 在本发明的第二方面中形成该晶种层和将该含金属材料涂覆到该晶种层上的步 骤可W包括与参考本发明的第一方面所描述的那些类似的步骤。
[0071] 在本发明的第一方面和第二方面的一些实施例中，该含金属材料通过无电涂布来 涂覆。
[0072] 在第=方面，本发明提供一种用于将薄涂层沉积在表面上的方法，该方法包括W 下步骤：
[0073] d)通过涂覆一个薄材料层来使该表面改性，该薄材料层包括至少一种金属和氧并 且允许一个另外材料层沉积，并且
[0074]e)将该另外材料层涂覆到从W上步骤（a)得到的表面上，该另外材料层包含一种 含金属化合物，
[0075] 其中步骤（a)中所涂覆的薄材料层有助于该另外材料层的涂布。
[0076] 该方法可W进一步包括使步骤化）中形成的层还原的步骤。使步骤化）中形成的 层还原的步骤可W使该含金属化合物还原成金属。
[0077] 在第四方面，本发明提供一种用于将薄涂层无电沉积在表面上的方法，该方法包 括W下步骤：
[0078]a)通过涂覆一个薄材料层来使该表面改性，该薄材料层包括至少一种金属和氧并 且允许一个另外材料层沉积，
[0079] b)将该另外材料层涂覆到从W上步骤（a)得到的表面上，该另外材料层包含一种 含金属化合物，
[0080]C)任选地使步骤化）中形成的层还原，并且
[0081] d)经由一种无电溶液来涂覆一个涂层，
[008引其中步骤化）中所涂覆的另外材料层有助于无电沉积。
[0083] 在一些实施例中，在本发明的第四方面的步骤化）中涂覆并且在步骤（C)中还原 的涂层是无电沉积所必需的。
[0084] 在本发明的所有方面，有待涂布的衬底可W是其本身不适于用所希望的涂布工艺 来涂覆所希望的材料组合物的任何衬底。例如，在一些实施例中，该衬底本身无法促成经由 一种所希望的无电锻覆方案的一种所希望材料的沉积。
[0085] 该衬底可W是一种无机衬底或一种有机衬底。该衬底可W是含有无机材料与有机 材料两者的一种复合材料。有机衬底可W包括碳和聚合物或聚合物的混合物。无机衬底包 括陶瓷材料如金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物等。它们还可W包括金属。此列举不应 视为穷尽性的。
[0086] 该衬底可W是平的或维的"（3D)。所谓3D指的是该衬底含有使该衬底不平的 特征。3D衬底包括沟槽结构、蚀刻表面、具有纳米管或纳米线的表面、多孔材料、多孔膜材 料、具有复杂孔隙的多孔材料和具有曲折孔隙的多孔材料、筛网W及泡沫等。此列举不应视 为穷尽性的。所谓具有复杂的孔隙结构的多孔材料指的是孔隙在大小和形状两者上均可W 显著地变化，并且可能沿着不直的或曲折的路径。运类结构可能因物质流过和扩散通过该 结构受到限制而非常难W涂覆薄的均匀的涂层。
[0087] 3D结构因流动受到几何形状限制而固有地更加难W涂布有薄的均匀的涂层，并且 增加的路径长度会限制反应物质传送到该表面上。
[0088] 相对于平的表面，3D衬底可能具有显著增加的表面积。例如，表面积可W大于 0. 02m2/cm3,或大于 0.lm2/cm3,或大于lm2/cm3,或大于 10m2/cm3,或大于 100m2/cm3,或大于 SOOmYcm]。
[0089] 在本发明的一个实施例中，衬底可W是一种聚合物膜。聚合物膜包括过滤膜。运 些聚合物膜可W由各种聚合物制成，包括纤维素、硝酸纤维素、乙酸纤维素、混合纤维素醋、 尼龙、PT阳（Teflon及:）、聚酸讽（PES)、聚酷胺、乙締基聚合物W及聚碳酸醋。在一定孔隙类 型和大小范围内的膜是可用的。典型地说，孔隙大小由能够穿过该膜的最大粒径来指定。 例如，一种特定的膜类型可具有从0. 1ym至10ym的指定孔隙大小。径迹蚀刻过滤膜（典 型地是聚碳酸醋）具有直的圆柱形孔隙。然而，许多膜具有更为复杂且无规律的孔隙结 构。运些膜包括基于纤维素的过滤膜和一些尼龙、PT阳W及阳S过滤膜。制造运类过滤膜 的公司包括颇尔公司（PaliCo巧oration)、通用电气沃特曼公司（GEWhatman)、研华公司 (Advantec)W及Sterlitech公司。
[0090] 相对于平的表面，过滤膜可能具有显著增加的表面积。例如，表面积可W大于 0. 02m2/cm3,或大于 0.lm2/cm3,或大于lm2/cm3,或大于 4m2/cm3,或大于 10m2/cm3。
[0091] 在一些实施例中，多孔衬底优选地厚约200微米，孔隙度为约75%，并且表面积是 至少5m2/cm3,优选地是l〇m2/cm2。
[0092] 表面积由布鲁诺尔-艾米特-泰勒度runauer,EmmettandTeller)度ET)方法来 确定。运种方法是本领域技术人员所已知的。
[0093] 在本发明的第四方面的步骤（a)中所涂覆的第一薄涂层可W是使得能够沉积第 二薄涂层的任何材料。在一个实施例中，该第一薄涂层独自通过自身就允许后续另外材料 涂层或层的沉积。在其他实施例中，在该涂层与该衬底之间可能存在一些相互作用使得能 够沉积后续涂层。在其他实施例中，该第一薄涂层可W被进一步处理W允许或改进后续另 外材料涂层的沉积。
[0094] 在一些实施例中，该第一薄涂层包含一种金属氧化物，如氧化侣、氧化锋、氧化铁、 氧化锡、氧化铜、氧化铁、氧化儀、氧化钻等。
[0095] 在一些实施例中，该第一涂层包含含有金属和氧的一种表面改性材料，其中该表 面改性材料至少部分地涂布该多孔衬底。
[0096] 该第一薄涂层优选是非常薄的。该第一薄涂层的厚度可W优选地小于200nm，或更 优选地小于lOOnm，或更优选地小于50nm，或更优选地小于25nm，或更优选地小于IOnm,或 更优选地小于5nm，或更优选地小于2nm。更薄的涂层带来更轻的材料重量、更小的材料体 积，并且可W在材料使用和处理时间两方面节省成本。运些特征在许多应用中可能是有利 的。例如，在材料将被用作电极并且涂布有一种活性材料，并且该活性材料要求遍布整个多 孔网络的质量流量的应用中，可能希望使固体的体积分数保持尽可能地低，W便最大化孔 隙度并且因此最大化质量流量。还可能希望将一个电极内的导电材料的量保持最低，运样 使得该电极上沉积的活性材料与该导电材料的比例被最大化。
[0097] 在本发明的第四方面的步骤（a)中涂覆的第一薄涂层或本发明的第一方面的表 面改性材料可W通过任何合适的方法来涂覆。特别适合用于涂覆该第一薄涂层的一种方法 是原子层沉积（ALD)。ALD是因其W下能力而著名的一种沉积方法：将共形涂层涂覆到可变 表面上的能力，对涂层厚度的精确控制W及沉积非常薄的无针孔涂层的能力。在ALD中，前 体被添加到处于低压的一个腔室中并且在该表面上形成一个层。运个层用作针对另外的前 体沉积的阻挡层。清除运些前体，并且然后添加一种反应气体，该反应气体与该前体层反应 形成能够接受另一前体单层的一种产物。因此，更多暴露于前体气体的区域接受与更长时 间暴露于前体的区域完全相同的层涂布。已知与其他方法相比，通过ALD沉积的膜可能在 更薄的厚度处是"无针孔的"。ALD因此提供对层沉积在无可比拟的精细标度上的控制。通 过ALD产生的涂层通常是"共形的"，即，它们符合衬底的形状。
[0098] 在其他实施例中，在本发明的第四方面的步骤（a)中所涂覆的第一薄涂层（其可 能是本发明的第一方面和第二方面的表面改性材料）可W通过适合用于沉积一个薄涂层 的任何方法来涂覆。在一些实施例中，该第一薄涂层可W通过各种手段被涂覆到该表面上。 例如，该第一薄涂层可W通过原子层沉积、电沉积、无电沉积、水热方法、电泳、光催化方法、 溶液-凝胶方法、其他气相方法（如化学气相沉积、物理气相沉积）W及近距离升华来涂 覆。还可W使用利用运些方法中的一种或多种的多个层。可能有用的是，涂布材料W使得 最终材料组成在整个层上是不均匀的。例如，可W使用仅部分地穿透到多孔材料中的一种 涂布方法。该涂层还可W通过顺序地使用不同的涂布方法来涂覆。
[0099] 在一个实施例中，该第一薄涂层包括均匀地覆盖衬底材料的暴露表面的一个均匀 涂层。该第一薄涂层可能不含缺口、开口、间隙或针孔。
[0100] 该第一薄涂层应使用不会对底部衬底造成不当损害的条件来涂覆。例如，溫度过 高、酸度过高或碱度过高的条件可能会损害某些衬底并且会使运些衬底不适于后续沉积或 最终使用。
[0101] 该第一薄涂层优选很好地粘附到该衬底上。运将确保该第一薄涂层和后续涂层在 后续处理或使用过程中不会轻易从该衬底上脱落。
[0102] 该第一薄涂层优选地在后续处理操作过程中是足够稳定的。如果该涂层不够稳 定，那么它可能在后续处理过程中受到损害，并且后续涂层可能无法适当地沉积。
[0103] 在一些实施例中，该第一薄涂层被涂覆到=维衬底，包括多孔衬底上。在运类实施 例中，该薄涂层应至少部分地穿透到3D衬底中。
[0104]该第一薄涂层被用于促进另外材料层的涂覆。运表示该第一薄涂层被要求允许另 外材料层涂覆到材料上（并且，在该第一薄涂层不存在的情况下，该另外材料层无法涂覆 到该衬底上）。有效地，为了允许该另外材料层涂覆到该衬底上，该第一薄涂层必须存在。
[0105] 本发明的第四方面的步骤化）中所涂覆的该另外材料层能够沉积在该第一薄材 料层上。为方便起见，运个层可W被称为"第二涂层"。该第二涂层可W用作有助于后续或 另外的涂层或层的晶种层。
[0106] 在一些实施例中，该第二涂层或该晶种涂层优选地是一个薄层。该第二涂层的厚 度可W优选地小于500皿，或更优选地小于250皿，或更优选地小于200皿或更优选地小于 lOOnm，或更优选地小于50nm，或更优选地小于25nm，或更优选地小于IOnm,或更优选地小 于5nm。更薄的涂层带来更轻的材料重量、更小的材料体积，并且可W在材料使用和处理时 间两方面节省成本。运些特征在许多应用中可能是有利的。例如，在材料将被用作电极并 且涂布有一种活性材料，并且该活性材料要求遍布整个多孔网络的质量流量的应用中，可 能希望使固体的体积分数保持尽可能地低，W便最大化孔隙度并且因此最大化质量流量。
[0107] 在另外的实施例中，该第二涂层用作用于一个或多个另外的涂层的后续沉积的晶 种层。在运些实施例中，该第二涂层应对后续沉积具有足够的活性。该第二层可W被进一 步处理W使其对后续沉积更具活性。在一些实施例中，该第二涂层可W在进一步处理或进 一步沉积之前经受热处理。在一些实施例中，该第二层是用于无电沉积的催化晶种层。在 一方面，该第二层在无电沉积之前被还原。在另一方面，对该第二层进行热处理，然后在无 电沉积之前将其还原。在另外的方面，还原的第二层包含用于后续无电沉积的高密度催化 部位。在一个实施例中，还原是经由从溶液中的化学还原。
[010引该第二涂层优选很好地粘附到该第一涂层上。运将确保该第二涂层和任何后续涂 层在后续处理或使用过程中不会轻易从该衬底上脱落。
[0109] 该第二涂层或晶种涂层优选地在后续处理操作过程中是足够稳定的。如果该涂层 不够稳定，那么它可能在后续处理过程中受到损害，并且后续涂层可能无法适当地沉积。
[0110] 在一些实施例中，该第二涂层或晶种涂层涂覆到包括多孔衬底的=维衬底上的薄 涂层上。在运类实施例中，该第二涂层应至少部分地穿透到3D衬底中。在一些实施例中， 该第二涂层可能穿透整个3D衬底。在其他实施例中，该第二涂层仅部分地穿透到该3D衬 底中。在一些实施例中，该第二涂层从一个3D衬底的一侧部分地延伸到该衬底中。在其他 实施例中，该第二涂层从该3D衬底的两侧部分地延伸到该衬底中。
[0111] 在一些实施例中，该衬底是一个多孔衬底，其中孔隙是互连的并且至少部分地连 接到该衬底的一个或多个外表面上。运类互连的孔隙可能有利于化学物质经由流体而进入 其中。
[0112] 在一些实施例中，用于提供运些涂层的方法可W设及使流体穿过一个多孔衬底。 运样做的一个原因可W是为了改进涂布过程期间化学物质的扩散。
[0113] 可