低维纳米结构合成及纳米材料功能研究获重大突破
2006/06/16 点击 3616 次
作为潜力巨大的前沿科学,纳米科技自兴起至今已取得长足进步,全球范围平均每年新增3000项纳米技术专利;纳米与化工的交叉领域也接连涌现多项新技术和新产品,推动了化工等产业的发展。清华大学教授李亚栋领衔的课题组就是一个成功的范例。在国家自然科学基金等的支持下,近年来该课题组在纳米材料合成及功能化应用方面取得了一系列突破,相关成果被誉为纳米科技界的重大突破,在世界著名的科技期刊《自然》上发表。
身为教育部原子分子与纳米开放实验室副主任的李亚栋,长期致力于低维纳米结构合成方法学及纳米材料功能化的研究,在生物兼容磁性微球的液相控制合成新途径、系列稀土荧光单分散纳米粒子的合成方法、纳米粒子的表面功能化及其生物兼容性的系统研究等领域取得多项成果。他们还利用单分散Au纳米粒子之间的荧光猝灭原理,成功实现了生物分子亲和素的痕量检测,展现出单分散纳米颗粒的高反应活性和选择性在现代生物检测传感器方面的应用前景。
由于不同化合物的性质和晶体结构等差异很大,开发通用的纳米材料合成方法是当前的热点和难点之一。基于对低维纳米材料尺寸限制生长规律的认识,李亚栋研究组提出了一种\'液体—固体—溶液\'相转移和相分离的机制,通过对不同界面处化学反应的控制,成功实现了贵金属、半导体、磁性、介电、荧光纳米晶体,以及有机光电半导体、导电高分子及羟基磷灰石等生物医学材料的合成制备。
据了解,李亚栋等开发的新工艺克服了传统合成路线采用大量有机溶剂而导致的成本压力及环境污染问题,突破了现有合成工艺通常只适用于某些单一或有限种类纳米材料的局限。该方法的建立有助于纳米材料和纳米技术在化学化工、材料科学、信息技术及生物医学等领域的进一步渗透和应用。以该系列成果为基础,李亚栋等进一步发展完善了系列单分散纳米晶合成、组装及规模化制备技术,并对其功能化及在化学传感、生物医学、太阳能电池等领域的应用进行了探索,从而为纳米材料真正走向应用实践提供了有力的技术支持。
此外,该研究组在低维纳米材料钒氧化物纳米带、不同结构银纳米线、硫化铅三维纳米线阵列、稀土磷酸盐纳米线、溴氧铋纳米带、硒化镍微球、可溶性二氧化钛纳米晶、氧化物空心微球控制合成,以及与晶面相关的催化、表面增强等物理化学现象的研究方面也取得了多项进展。在科学技术日益凸显重要价值的当下,这些研究成果必将成为推动纳米科技产业进步的新动力。
近几年来,由于在纳米科研方面取得了系列进展,李亚栋课题组在国际一流的刊物上发表论文50余篇,申请中国发明专利10余项;曾获2000年中科院自然科学一等奖、2001年国家自然科学二等奖。他本人也于2001年被聘为教育部\'长江特聘教授\',获2003年北京市茅以升青年科技奖等殊荣。
(来源:中国化工报)
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