美科学家将农业“弃儿”转化成“工业宠儿”碳化硅
全球每年要产生数量庞大的农业废弃物，如何挖掘这些废弃物中的资源？美国海军研究实验室的科研人员正在想办法将其转化为高价值的碳化硅，后者可以用于多种电子设备和结构应用。
通常来说，人们认为像谷壳、玉米秸秆、高粱叶子、小麦壳、花生壳这样的农业废弃物没什么价值，经常将其重新放回土地；有时则是一烧了之，烟尘四起，纳米颗粒飘散空中，造成环境公害。
科研人员意识到，这样的农业废弃物在分子状态下硅含量很高，类似于碳氢化合物。据物理学家组织网近日报道，基于这一点，海军研究实验室的赛义德·卡德里博士及其研究团队发现这些废弃物能被低成本地转化为碳化硅，其具有多种不同类型的纳米结构和纳米棒。他们对农业废弃物进行高温分解后产生了碳化硅的晶相，这是一种高度稳定的化合物，有各种形状的纳米晶体、纳米棒和纳米线。通过选择性地进行高温和低温处理，研究人员能够系统地考察温度上升和冷却速率在这一转化中扮演的角色。他们观察到，加热和冷却过程直接影响到了扩展缺陷形成机制，这一机制能够调整这些纳米粒子的光学、电学以及结构属性。
碳化硅具有高击穿电压、高导热性、化学惰性和形稳性，还有宽带隙以及机械硬度，并且能耐高辐射，集如此多优点于一体，它在许多商业电子和结构装置中能大显身手。最近，碳化硅纳米粒子在中红外纳米光学、化学传感和光学材料上被证明有望替代电浆子金属。卡德里博士解释说，这些由农业废弃物生产出的碳化硅纳米线和纳米棒在工业上和潜在的纳米技术领域都能有多种应用。
海军研究实验室团队正在研究将碳化硅用于化学传感、光学材料、结构复合材料和纳米电子的可能性，展望未来，碳化硅纳米粒子同样有望助力红外光谱分析。
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