韩国科学院绝缘材料研究中心的俞承建博士及其研究团队近日取得重大科研突破,成功研发出创新的"混合超粒子合成技术"。这项技术通过独特的机械碰撞方法,实现了无机纳米粒子在聚合物微粒表面的高效附着。相关研究成果已发表在材料科学领域顶级期刊《先进材料》上,引起学界广泛关注。
这项混合超粒子合成技术的开发具有重要意义。传统上,将功能性无机纳米粒子与聚合物微粒子结合主要依赖湿化学工艺,这种方法不仅需要复杂的多步骤操作,还面临溶剂使用带来的环境污染问题。此外,传统工艺在诱导不同材料间化学键合时存在表面功能化技术的局限性。俞博士团队的新技术有效克服了这些难题,为材料科学领域提供了全新的解决方案。
研究团队从小行星碰撞形成月球陨石坑的自然现象中获得灵感,创新性地提出了物理机械碰撞方法。该方法的核心在于通过精确控制粒子间的尺寸比例、碰撞速度、旋转能量以及表面粗糙度等关键参数,使无机纳米粒子能够稳定地附着在聚合物微粒表面,最终形成独特的核壳结构。值得一提的是,研究团队成功实现了数十种不同无机纳米粒子与各种尺寸、性质各异的微米粒子的复合,并首次在国际上揭示了其中的物理连接机制。
韩国电气技术研究院(KERI)作为该研究的参与机构,在技术优化方面做出了重要贡献。研究团队不仅建立了最佳的合成条件,还开发了专门的评估技术,可对纳米粒子的附着程度、表面覆盖率以及界面结合的稳定性进行定量分析。同时,团队还系统评估了复合材料在热学、力学和化学条件下的耐久性能。这些工作为技术的实际应用奠定了坚实基础。
在实际应用方面,这项混合超粒子合成技术展现出显著优势。研究人员成功制备出具有多功能特性的复合颗粒,这些材料不仅对各种环境条件表现出优异的耐受性,还兼具磁性、光催化和吸附等特殊性能。俞承建博士在介绍研究成果时表示:"我们的技术就像拼搭积木一样,可以轻松地将所需材料通过环保的干法工艺组合在一起。这种方法不使用溶剂,既环保又有利于大规模生产和商业化推广。"
展望未来,KERI计划从三个方面持续推进这项工作:首先是通过持续研究进一步优化合成工艺;其次是积极寻找对该技术感兴趣的行业合作伙伴;最后是大力推进技术转移和商业化进程。由于这项技术具有材料适用范围广、工艺简单、可重复性高等特点,其行业进入门槛相对较低,这为其在多个领域的推广应用创造了有利条件。
业内专家认为,混合超粒子合成技术的出现将为材料科学领域带来深远影响。该技术不仅为解决传统材料复合过程中的诸多难题提供了新思路,其环保特性和商业化潜力更使其成为推动相关产业升级的重要技术支撑。随着研究的深入和应用的拓展,这项技术有望在能源、电子、医疗等多个领域发挥重要作用。
更多信息: Jeonguk Hwang 等人,《核/壳混合超粒子的机械物理合成》,《先进材料》(2025 年)。期刊信息: 先进材料













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