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过程工程所非晶态纳米材料与无容器制备技术研究获进展

2012.4.24

　　近日，中科院过程工研究所李建强副研究员等的研究论文Amorphous titanate nanospheres fabricated using contactless phase change process被英国皇家化学会期刊Journal of Materials Chemistry以封面文章形式刊登(2012, 19, DOI:10.1039/C2JM30621B)，并被列为亮点文章（Feature Articles）。

　　该论文首先提出了一种制备亚稳态纳米材料的普适性方法——无接触相变方法。使用廉价的微米级颗粒作为原料，采用等离子体、火焰等高温束流加热并完全蒸发微米颗粒，蒸气在无接触（无容器）状态下冷却发生冷凝、凝固相变，最终生成亚稳态纳米材料。该方法具有简单、连续、易规模化的特点。研究人员采用该方法首次制备出一系列钛酸盐基纳米非晶球，纳米球具有高折射率（nd=2.20~2.35）、深紫外到中红外极宽波段内（0.25~11 μm）的高透过率等优异光学特性。研究人员进而把纳米非晶球组装成薄膜，涂覆在太阳能电池Si片表面，测试表明能够显著减小入射光的反射损失（可减小53%），从而提高太阳光的吸收率和光电转换效率。

　　审稿人均认为这是一项非常有意义的创新性工作，并充分肯定新型纳米材料的应用价值。除了在太阳能电池领域的应用以外，钛酸盐基非晶纳米球材料在大功率LED封装、高分辨成像与光刻、光子晶体等诸多领域均具有广阔的应用前景。

　　此外，近年来项目组围绕“液-固相变过程与界面调控”这一方向，在相变储热材料的研究也取得重要进展。前不久，李建强受邀在“Materials for Energy Conversion and Storage”国际会议上作了题为Phase change materials towards high-low temerature thermal energy storage applications的邀请报告，并主持了有关分会。

　　以上研究工作受到国家自然科学基金（50704031）、国家科技支撑计划（2012BAA03B03A）、北京市自然科学基金（2112039）等项目资助。