打破学科“魔咒”,3.3纳米的刚玉颗粒研发成功

作者:宣下  来源:福建宣下模具有限公司 发布时间:2020-06-09 16:06

该团队使用最新的制备方法获得圆形细晶粒氧化铝纳米晶陶瓷。

“我”是谁?“我”是物质家族的一员。它比塑料更坚硬,比木头更光滑。它比金属更耐腐蚀、抗氧化和耐高温。我是——陶瓷,现代社会最常用的三种材料之一。

氧化铝陶瓷是我们家综合性能最好、价格最低、最常用的陶瓷之一。氧化铝,也称为刚玉,是热力学最稳定的块状氧化铝。

正如没有人是完美的一样,“我”也有自己的弱点。你们不是都说“碰瓷”和“瓷娃娃”说我脆弱又缺乏韧性吗?

不过,你可能不会说太久,“我”听说兰州大学物理科学与技术学院的李建功教授的团队在20年内开发了——种刚玉纳米颗粒,这是一种用于制备韧性氧化铝陶瓷的原料。该结果最近发表在顶级国际学术期刊《科学》(科学)上。

将来,我的新一代——刚玉纳米粒子可能会用于治疗坦克、飞机引擎、机车床切割工具,或者你的一颗牙齿和肿瘤。

你还敢开始吗?如果国际当局否认

这篇综述始于2019年10月,当时李建功看到了催化和材料科学领域的一位著名科学家的一篇论文。报道称,该团队已经成功开发出比表面积为140/g、平均粒径为13纳米的刚玉纳米粒子。并声称至今还没有人制备出比表面积高于100/g的刚玉纳米粒子。然而,纳米陶瓷颗粒领域的共识是,比表面积越大,颗粒尺寸越小,催化性能越好,并且通过致密化获得的陶瓷的性能越好。

李建功想知道他的团队在2015年到2018年间成功开发出了尺寸小于5纳米、比表面积为161-253平方米/克的刚玉纳米颗粒。你想否认高比表面积催化材料领域权威“大神”的研究结论吗?经过三个多月的反复思考,他终于下定决心,对科学持负责任的态度,并以自己团队的成果否定了科学家团队的结论。

最近,李建功团队在《科学》杂志上发表了一篇评论,报道称该团队开发的三种高效制备方法先后产生了比表面积超过100/g的刚玉纳米粒子,另一个团队报道了比表面积超过140/g的刚玉纳米粒子。评论还指出,另一方的材料实际上是30至200纳米的硬聚集体,而不是13纳米的纳米颗粒,并分析了为什么这些颗粒体积大但比表面积高的原因。

这是李建功团队第二次挑战《科学》杂志发表的内容。他关于刚玉纳米粒子研究的故事将从23年前开始。

1997年,刚刚因科学研究成果被誉为教授的李建功偶然发现了普林斯顿大学纳夫罗茨基团队发表的一篇论文。它说:当氧化铝(刚玉)的比表面积大于100/g,或粒度小于15纳米时,它就变成了热力学不稳定相。这已经成为刚玉纳米粒子制备过程中的瓶颈和“魔法咒语”,许多人已经尝试了多年却没有突破。那时,他有能力也有决心将刚玉纳米颗粒镇压到底。春天去秋来送走了20名学生。李建功带领团队进行了7000多个昼夜。