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蘭州大學（來源：蘭州大學微信公眾號）

發布時間：2021-12-02

蘭州大學物理科學與技術學院李建功教授團隊用20年時間，已經研制出制備韌性氧化鋁陶瓷的原料——剛玉納米顆粒，該項進展在2020年5月29日國際頂級學術期刊Science以評論文章形式發表，未來，無論是坦克、飛機發動機、機車床切削刀具，還是你的一顆牙齒、腫瘤治療，都可能會用到我的新生代——剛玉納米顆粒。

2020年5月29日，李建功團隊的評論文章在Science發表，報道該團隊先后開發的三種高效制備方法，制備的剛玉納米顆粒比表面積均高于100 ㎡/g，也高于Schüth團隊報道的140 ㎡/g。該評論還指出，Schüth的材料其實是30-200 納米的硬團聚體，而非13納米的納米顆粒，并分析了其顆粒粗大但比表面積較高的原因。

打開這篇李建功團隊在Science上發表的文章，作者一欄并列寫著：李建功、蒲三旭、曹文斌、李璐、郭瑞云，后四人分別是李建功2010-2013級的博士生或碩士生。“每個人都有重要貢獻。”李建功說。

李建功指導學生進行實驗

從左至右分別為蒲三旭、曹文斌、李璐、郭瑞云

團隊目前使用的主要制備方法：將氧化鋁陶瓷粗料裝入磨料盒——用行星式球磨機磨制20小時以上得到納米級顆粒——裝入不同濃度的鹽酸中進行分離沉降——將沉淀液放入試管——離心機離心——得到尺寸相近的納米剛玉顆粒干燥后得到粉末——將粉末裝入模具壓制——高溫煅燒——得到圓形的細晶氧化鋁納米晶陶瓷

團隊以分散、超細、尺寸分布窄、等軸剛玉納米顆粒為原料，煅燒出致密度99.5%和平均晶粒尺寸30納米的氧化鋁陶瓷，其韌性比常規多晶氧化鋁高60%，接近鋼化玻璃。目前，團隊正在以超細剛玉納米顆粒為原料，與國內外合作，通過超高壓熱壓技術，朝著致密度99%以上和平均晶粒尺寸15納米以下的細晶氧化鋁納米晶陶瓷發起沖擊。

剛玉納米顆粒的成功制備，表明熱力學不穩定的納米顆粒材料是可制備的，為今后在催化、醫學、復合材料、磨料等領域的應用提供了可能，也為韌性氧化鋁納米晶陶瓷的研發奠定了基礎。在未來，也許你手中的納米陶瓷水杯掉在地上不會摔碎；將納米剛玉顆粒涂在車床高耐磨度刀具表面，“削鐵如泥”就會變成現實……

誠然，從基礎研究走到實用材料還有很長的路需要走，但李建功心中有一個復興陶瓷技術至世界領先的遠大夢想：中國自商代發明陶瓷技術至宋代達到頂峰，領先全球一千多年。如果有一天，我們把納米陶瓷也做到世界第一，那么也是為復興中華文化貢獻了自己的力量。