长春应化所在高质量无机纳米晶制备及性能研究获新成果

近日，中科院长春应用化学研究所在“高质量无机纳米晶制备及性能研究”方面取得新进展，荣获2009年度吉林省科技进步一等奖。

无机纳米晶是纳米材料中重要的一类，包括II-VI族半导体、金属氧化物等多种材料，由于它们具有光、电、磁等功能而在发光显示、太阳能电池、生物标记、磁记录等许多领域展示了巨大的应用前景。高质量无机纳米晶具有高结晶性、缺陷少、粒径分布窄的特点，其制备对基础研究和应用领域都是非常重要的。

无机纳米晶的主要制备技术包括金属有机方法、溶胶-凝胶法、反相胶束法、水相法、水热/溶剂热法和共沉淀法等。经典的金属有机法可合成高质量无机纳米晶，但缺点是原料毒性大且不稳定，污染环境，且实验操作危险、重复性差。水相制备纳米晶的方法操作简单，可重复性高，不使用危险性大的化学试剂，但制备的纳米晶由于反应温度较低内部和外部缺陷多，而结晶性较差，且尺寸分布宽，对II-VI族半导体而言，导致发光效率较低。

长春应化所以扎实的科研积累，针对无机纳米晶制备方法存在的问题，从1998年起探索了多种制备方法，尤其是发展了反应条件温和、实验重复性好的两相法、两相热法合成多种类形的高质量纳米晶，包括II-VI族半导体和金属氧化物等，并深入研究了成核和生长动力学的规律。同时利用方法简便、可大量制备的金属有机改进法和模板法制备II-VI族半导体纳米晶，获得了具有自主知识产权的纳米材料制备技术。

两相法在1994年首先用于金属纳米粒子制备，后来个别研究者认为，该方法不宜应用在半导体纳米晶的制备。长春应化所在深入研究纳米晶成核和生长动力学的基础上，创新性地将两相法（包括常压和高压）首先成功用于II-VI族半导体纳米晶制备，之后拓展到金属氧化物体系。创新点在于解决了成核和生长动力学过程的调控问题，使制备尺寸和形貌可控的高质量纳米晶成为现实。绝大多数样品为单分散样品，这些高质量的纳米晶为其性能研究奠定了基础。

在该成果持续十年的研究中，共发表研究论文22篇，其中影响因子IF>3的11篇，IF>6的5篇，被他人正面引用总计230余次，授权中国发明专利12项，授权美国发明专利2项。自发展两相法以来，带动了国内外其他研究小组利用该方法制备尺寸和形貌可控无机纳米晶，发表了一些这方面的研究论文，该方法丰富了纳米制备科学和技术，对推动其发展做出了贡献。