納米材料的規(guī)模生產(chǎn)是制約其應(yīng)用的最大因素。最近，有研究人員開發(fā)了一種被稱為“droplet-to-particle”（霧化合成）的技術(shù)，有望用于批量生產(chǎn)一致性強(qiáng)的合金/氧化物納米顆粒。該論文發(fā)表在《今日材料》（Materials Today）上，https://doi.org/10.1016/j.mattod.2019.11.004]。

目前通常利用高溫噴霧熱解法連續(xù)批量生產(chǎn)納米材料，但由于溫度限制（通常只能達(dá)到1500K左右）導(dǎo)致了生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)類型的局限。研究人員選擇將輕質(zhì)木燒制成木炭微通道反應(yīng)器，它在內(nèi)部可以形成200微米的天然通道。

該工藝的第一階段是將前驅(qū)體材料霧化成幾微米的液滴，然后在氬氣流中通過微型反應(yīng)器通道推進(jìn)。當(dāng)向反應(yīng)器施加電流時(shí)，通道內(nèi)的液滴瞬間被加熱到高溫（2000 K），確保所有成分在納米顆粒形成之前完全熔化和混合，保證更大的均勻性。同時(shí)，反應(yīng)器通道的限制尺寸使納米顆粒保持較小并防止團(tuán)聚成較大的團(tuán)簇。

“高溫促使金屬鹽前驅(qū)體分解，形成具有均勻固溶相的納米粒子，”研究小組使用該方法合成了通常需要更多苛刻條件才能制備的多元金屬合金和氧化物顆粒，“只要前驅(qū)體能夠霧化，通過碳化微反應(yīng)器就可以合成相應(yīng)的納米材料”。

研究人員稱，還可以選擇其他類型的木材碳化，比如楊樹可以形成更小的微通道，甚至利用3D打印制備預(yù)設(shè)不同微通道尺寸的反應(yīng)器，從而用于生產(chǎn)不同類型和尺寸的納米材料。

粉體圈 編譯 YUXI