近日，光明網(wǎng)以《原子層制造技術(shù)實(shí)現微納顆粒表界面極限調控》為題報道了柔電科技成果成功入選2023年度“科創(chuàng )中國”技術(shù)先導榜單。在不久前結束的第二十六屆中國科協(xié)年會(huì )上，江漢大學(xué)聯(lián)合柔電(武漢)科技有限公司申報的《實(shí)現微納顆粒表面極限調控的關(guān)鍵技術(shù)與裝備》是湖北省唯一入選的產(chǎn)業(yè)基礎領(lǐng)域成果。“科創(chuàng )中國”榜單由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )推出，圍繞國家科技發(fā)展規劃和國家重大戰略需求，每年遴選一批具有創(chuàng )新性、戰略性、引領(lǐng)性、突破性和廣闊應用場(chǎng)景的技術(shù)成果，促進(jìn)創(chuàng )新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈深度融合，為前沿技術(shù)的轉化和產(chǎn)業(yè)落地起到帶動(dòng)和示范作用。

微納顆粒改性技術(shù)在新能源、金屬粉體、醫學(xué)、軟磁材料等多個(gè)領(lǐng)域都有著(zhù)廣闊的應用前景。在能源儲存方面，改性技術(shù)可以提升鋰離子電池、超級電容器等的電極材料的充放電性能和循環(huán)壽命。上述場(chǎng)景的年包覆需求量均在萬(wàn)噸以上，市場(chǎng)需求巨大。在金屬粉末領(lǐng)域，通過(guò)對微納顆粒的包覆，可提高金屬粉體材料的抗氧化、耐腐蝕等性能，市場(chǎng)空間巨大，在醫學(xué)領(lǐng)域，微納米顆粒改性技術(shù)可以用于藥物遞送系統的設計，通過(guò)改變藥物載體的表面性質(zhì)，提高藥物的靶向性和生物相容性，從而提高治療效果并減少副作用。

原子層沉積(atomic layer deposition, ALD)技術(shù)，是一種在氣相中使用連續化學(xué)反應的薄膜形成技術(shù)，被廣泛應用于半導體產(chǎn)業(yè)。這是一種基于有序、表面自飽和反應的化學(xué)氣相薄膜沉積方法，通俗來(lái)說(shuō)，可以將一層層亞納米厚的薄膜均勻地“包”在物體表面。這種能夠將各種功能材料，在亞納米尺度上實(shí)現均勻包覆的技術(shù)，很好地解決了目前電子器件中的缺陷和均勻性的問(wèn)題。但是，該技術(shù)一般針對平面物體的薄膜沉積，由于微納顆粒材料易團聚，且氣態(tài)前驅體難以滲透到粉體內部中與每個(gè)顆粒表面充分接觸，因此對于平面型ALD裝備難以對微納顆粒材料實(shí)現均勻且致密的批量包覆。美國是最早開(kāi)始研究將ALD技術(shù)應用于顆粒表面包覆的國家，而我國研究起步較晚，尤其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度滯后。

針對實(shí)現微納顆粒表界面原子層制造的重大需求，江漢大學(xué)光電材料與技術(shù)學(xué)院特聘教授、俄羅斯工程院外籍院士、國家高層次海外特聘專(zhuān)家解明教授經(jīng)過(guò)近10年的研發(fā)，首次提出了微納米顆粒表面極限構筑/極限調控/極限制造(3E)概念，創(chuàng )新性地將半導體行業(yè)中的原子層薄膜沉積技術(shù)和化工制造中的大規模多相混合技術(shù)相結合。在這項成果中，解明教授提出了微納米顆粒表界面原子級構筑裝備的材料-分散-反應一體設計制造理論;發(fā)展了大批量微納米顆粒表界面原子級構筑反應腔的制造技術(shù);創(chuàng )新了大批量微納米粉體高壓連續輸送原理和裝備的設計方法;研究了微納米顆粒表界面原子級構筑裝備材料腐蝕機理以及其對裝備服役性能的影響規律;提出了微納米顆粒表界面原子級構筑過(guò)程原位監測系統集成理論及參數測量與控制新方法;發(fā)展了具有完全自主知識產(chǎn)權的年產(chǎn)量百?lài)嵓壭滦臀⒓{米顆粒表界面原子層級構筑示范裝備，并且形成批量生產(chǎn)能力。

據悉，相關(guān)科研成果已經(jīng)在電池、導熱和航空航天等領(lǐng)域得到了成功應用，使我國成為世界上第二個(gè)成功實(shí)現該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的國家，為我國發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力提供了有力支撐。

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