先进的功能材料被认为是应对未来技术挑战的关键[1]、[2]、[3]、[4]。镍（Ni）的原子序数为28，原子质量为58.6934，是一种基本的过渡金属，凭借其多样的性质和广泛的应用推动了现代工业的转型和发展[5]、[6]、[7]、[8]。基于镍的纳米结构表现出独特的结构和光学特性，使其成为等离子体应用中的理想候选材料；这些性质已在早期关于含镍半导体系统的研究中得到报道[9]。镍还以其延展性、出色的抗腐蚀性和抗氧化性而闻名，这使其在各种工业领域中的合金生产和防护涂层中发挥着关键作用。此外，镍在电池和电子技术等众多行业中也有广泛应用，凸显了其在我们日常生活中的重要性。此外，镍氧化物和镍纳米颗粒可作为有效的光催化剂，用于水中的污染物降解，已被证明在分解污染物方面具有高效率，并具有环境修复潜力[10]、[11]。鉴于镍在地壳中的相对丰富性以及相对于许多其他金属较低的成本，镍成为多种行业的理想选择。这些特性和广泛应用使镍成为科学和工业领域中的关键元素，持续吸引着研究人员和行业专业人士的关注[12]。最终，对镍的研究可能会为其最佳利用提供创新解决方案，为科学和工业开辟新的前景。
镍的使用历史可以追溯到1751年，当时瑞典化学家首次发现了这种金属[13]。此后，镍迅速被认定为生产各种合金（特别是不锈钢和镍镉合金）的宝贵金属[14]。这种长期的工业重要性使镍成为传统和新兴技术中的基石材料，目前的研究正在将其应用扩展到纳米尺度系统。在当代研究中，镍纳米颗粒（Ni NPs）因其潜在的生物医学和纳米技术应用而受到广泛关注。得益于其抗菌和抗微生物特性，镍纳米颗粒被用于健康相关行业的表面涂层和消毒产品中，从而提高了卫生标准和生物安全性[15]、[16]。除了生物医学应用外，镍纳米颗粒的催化和电催化能力还提升了化学反应的性能，包括与燃料处理和相关能源领域相关的反应，这突显了它们在可持续工业过程中的重要性[17]。镍还作为顺磁金属应用于需要磁性的电子系统和设备中，使得在需要精确控制磁性的应用中发挥作用[18]、[19]。镍纳米颗粒的多功能性——涵盖催化、涂层、能量存储和生物医学应用——源于其高表面积、可调的表面化学性质以及适当设计时形成功能性材料的能力。然而，这些优势也伴随着氧化、潜在毒性和法规合规性的考虑，因此需要采取表面涂层和合金化等策略来提高稳定性和安全性。关于这些纳米颗粒的性质和应用的更多细节可以在科学文献中找到[18]、[20]、[21]、[22]。
由于将Ni(II)还原为Ni(0)的难度以及纳米颗粒在空气中容易氧化等问题，镍纳米颗粒的合成需要创新和高效的方法[23]。因此，与其他磁性金属（如钴（Co）、铂（Pt）和铁（Fe）相比，关于镍纳米颗粒合成的研究较少。然而，已经采用了一些方法（如物理化学方法（包括化学还原、激光烧蚀和电化学镀层）和生物生成方法（利用植物或微生物）来合成镍和镍氧化物纳米颗粒[24]、[25]、[26]、[27]。通过还原方法制备出了尺寸可调（3至11 nm）的单分散镍纳米颗粒[28]。此外，还通过化学还原将镍纳米颗粒沉积在石墨烯纳米片上，并涂覆保护性壳聚糖层，显示出显著的葡萄糖氧化电催化活性[29]。化学方法合成纳米颗粒可能会造成环境污染，即使是使用生物材料的绿色、符合可持续发展目标（SDG）的方法也存在缺点。激光制造的金属纳米结构在新兴材料驱动的技术中发挥着重要作用，如化学传感、柔性光子学和下一代光电子系统[30]、[31]。这种方法提供了一种替代的物理途径来生产镍纳米颗粒并研究其光学性质。它可以不使用化学试剂生产镍纳米颗粒，实现快速、高产量的生产，并精确控制颗粒尺寸分布和镍纳米结构的生长。例如，2023年有报道称通过不同液体介质中的激光烧蚀制备出了镍纳米颗粒[32]。然而，在液体环境中颗粒聚集可能会影响纳米材料的稳定性和性能，而使用脉冲激光对薄膜进行烧蚀并在基底上生成纳米颗粒的方法提供了一种可扩展且符合SDG要求的新途径，该方法无需化学试剂，能够以较低的成本更快地生产高纯度银纳米颗粒，适用于工业应用[33]、[34]、[35]、[36]。这些见解为开发无溶剂、基于激光的等离子体镍纳米颗粒工程提供了坚实的基础。在各种激光中，准分子激光处理因其高精度和多功能性而成为修改表面以提升性能的理想选择[37]。最近在激光辅助合成方面的进展特别强调了基于镍的纳米结构的潜力，表明通过控制激光能量沉积可以精细调节其光学性质[38]。此外，整合外部因素（如场辅助的脉冲激光形成）已被证明可以显著提高纳米颗粒的均匀性并抑制在介电基底上的合成过程中的团聚[39]。
由于镍纳米颗粒独特的磁性和催化性能，人们开发了一种基于烧蚀的合成方法，以实现对其颗粒尺寸和生长动态的精确控制。本文提出了一种通过在选定基底上对镍薄膜进行脉冲激光烧蚀来生产镍纳米颗粒的新方法，从而在无需液体和化学试剂的条件下直接利用激光处理的优点。研究了关键处理参数（包括每次脉冲的激光能量EPP、脉冲次数以及外部电场的应用）对形成的镍纳米颗粒特性的影响，以调整其性能。基底的选择基于其工业相关性和对纳米结构特性的影响。研究中选择了两种聚合物基底——聚醚砜（PES）和聚碳酸酯（PC），因为它们具有机械强度高、化学耐受性和热稳定性，有助于提高镍纳米颗粒的稳定性和性能，以适应多种应用。这种对处理变量和基底效应的综合探索旨在建立一种可扩展、成本效益高的镍纳米颗粒生产途径，为特定技术应用定制纳米颗粒性能提供设计规则。
