近日，過程工程所李建強(qiáng)副研究員等的研究論文“Amorphous titanate nanospheres fabricated using contactless phase change process”被英國皇家化學(xué)會權(quán)威期刊Journal of Materials Chemistry以封面文章刊登(2012, 19, DOI:10.1039/C2JM30621B)，并被列為亮點(diǎn)文章（Feature Articles）。

該論文首先提出了一種制備亞穩(wěn)態(tài)納米材料的普適性方法——無接觸相變方法。使用廉價(jià)的微米級顆粒作為原料，采用等離子體、火焰等高溫束流加熱并完全蒸發(fā)微米顆粒，蒸氣在無接觸（無容器）狀態(tài)下冷卻發(fā)生冷凝、凝固相變，最終生成亞穩(wěn)態(tài)納米材料。該方法具有簡單、連續(xù)、易規(guī)模化的特點(diǎn)。論文中采用該方法首次制備出一系列鈦酸鹽基納米非晶球，納米球具有高折射率（nd=2.20~2.35）、深紫外到中紅外極寬波段內(nèi)（0.25~11 μm）的高透過率等優(yōu)異光學(xué)特性。論文中進(jìn)而把納米非晶球組裝成薄膜涂覆在太陽能電池Si片表面，測試表明能夠顯著減小入射光的反射損失（可減小53%），從而提高太陽光的吸收率和光電轉(zhuǎn)換效率。

La4Zr1.35Ti7.65O24 納米球的（a）TEM形貌與（b）單顆粒HTEM照片；（c）非晶納米球粉末的XRD圖譜；（d, e）STEM照片與能譜圖

審稿人均認(rèn)為這是一項(xiàng)非常有意義的創(chuàng)新性工作，并充分肯定新型納米材料的應(yīng)用價(jià)值。“…The work reports a new contactless glass preparation method of oxides of non-glass forming methods which is very interesting both for its novelty and the potential applications of the materials that can be obtained with it.…”。除了在太陽能電池領(lǐng)域的應(yīng)用以外，鈦酸鹽基非晶納米球材料在大功率LED封裝、高分辨成像與光刻、光子晶體等諸多領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。

此外，近年來項(xiàng)目組圍繞“液-固相變過程與界面調(diào)控”這一方向，在相變儲熱材料的研究也取得重要進(jìn)展，前不久李建強(qiáng)老師受邀在“Materials for Energy Conversion and Storage”國際會議上作了題為“Phase change materials towards high-low temerature thermal energy storage applications”的邀請報(bào)告，并主持分會。

以上研究工作受國家自然科學(xué)基金（50704031）、國家科技支撐計(jì)劃（2012BAA03B03A）、北京市自然科學(xué)基金（2112039）等項(xiàng)目資助。

（濕法冶金清潔生產(chǎn)技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室）