低維納米結構合成及納米材料功能研究獲重大突破

作為潛力巨大的前沿科學，納米科技自興起至今已取得長足進步，全球范圍平均每年新增3000項納米技術專利；納米與化工的交叉領域也接連涌現多項新技術和新產品，推動了化工等產業的發展。清華大學教授李亞棟領銜的課題組就是一個成功的范例。在國家自然科學基金等的支持下，近年來該課題組在納米材料合成及功能化應用方面取得了一系列突破，相關成果被譽為納米科技界的重大突破，在世界著名的科技期刊《自然》上發表。
                
    身為教育部原子分子與納米開放實驗室副主任的李亞棟，長期致力于低維納米結構合成方法學及納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徑、系列稀土熒光單分散納米粒子的合成方法、納米粒子的表面功能化及其生物兼容性的系統研究等領域取得多項成果。他們還利用單分散Au納米粒子之間的熒光猝滅原理，成功實現了生物分子親和素的痕量檢測，展現出單分散納米顆粒的高反應活性和選擇性在現代生物檢測傳感器方面的應用前景。
                
    由于不同化合物的性質和晶體結構等差異很大，開發通用的納米材料合成方法是當前的熱點和難點之一。基于對低維納米材料尺寸限制生長規律的認識，李亞棟研究組提出了一種\'液體—固體—溶液\'相轉移和相分離的機制，通過對不同界面處化學反應的控制，成功實現了貴金屬、半導體、磁性、介電、熒光納米晶體，以及有機光電半導體、導電高分子及羥基磷灰石等生物醫學材料的合成制備。
                
    據了解，李亞棟等開發的新工藝克服了傳統合成路線采用大量有機溶劑而導致的成本壓力及環境污染問題，突破了現有合成工藝通常只適用于某些單一或有限種類納米材料的局限。該方法的建立有助于納米材料和納米技術在化學化工、材料科學、信息技術及生物醫學等領域的進一步滲透和應用。以該系列成果為基礎，李亞棟等進一步發展完善了系列單分散納米晶合成、組裝及規模化制備技術，并對其功能化及在化學傳感、生物醫學、太陽能電池等領域的應用進行了探索，從而為納米材料真正走向應用實踐提供了有力的技術支持。
                
    此外，該研究組在低維納米材料釩氧化物納米帶、不同結構銀納米線、硫化鉛三維納米線陣列、稀土磷酸鹽納米線、溴氧鉍納米帶、硒化鎳微球、可溶性二氧化鈦納米晶、氧化物空心微球控制合成，以及與晶面相關的催化、表面增強等物理化學現象的研究方面也取得了多項進展。在科學技術日益凸顯重要價值的當下，這些研究成果必將成為推動納米科技產業進步的新動力。
                
    近幾年來，由于在納米科研方面取得了系列進展，李亞棟課題組在國際一流的刊物上發表論文50余篇，申請中國發明專利10余項；曾獲2000年中科院自然科學一等獎、2001年國家自然科學二等獎。他本人也于2001年被聘為教育部\'長江特聘教授\'，獲2003年北京市茅以升青年科技獎等殊榮。