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兰州大学（来源：兰州大学微信公众号）

发布时间：2021-12-02

兰州大学物理科学与技术学院李建功教授团队用20年时间，已经研制出制备韧性氧化铝陶瓷的原料——刚玉纳米颗粒，该项进展在2020年5月29日国际顶级学术期刊Science以评论文章形式发表，未来，无论是坦克、飞机发动机、机车床切削刀具，还是你的一颗牙齿、肿瘤治疗，都可能会用到我的新生代——刚玉纳米颗粒。

2020年5月29日，李建功团队的评论文章在Science发表，报道该团队先后开发的三种高效制备方法，制备的刚玉纳米颗粒比表面积均高于100 ㎡/g，也高于Schüth团队报道的140 ㎡/g。该评论还指出，Schüth的材料其实是30-200 纳米的硬团聚体，而非13纳米的纳米颗粒，并分析了其颗粒粗大但比表面积较高的原因。

打开这篇李建功团队在Science上发表的文章，作者一栏并列写着：李建功、蒲三旭、曹文斌、李璐、郭瑞云，后四人分别是李建功2010-2013级的博士生或硕士生。“每个人都有重要贡献。”李建功说。

李建功指导学生进行实验

从左至右分别为蒲三旭、曹文斌、李璐、郭瑞云

团队目前使用的主要制备方法：将氧化铝陶瓷粗料装入磨料盒——用行星式球磨机磨制20小时以上得到纳米级颗粒——装入不同浓度的盐酸中进行分离沉降——将沉淀液放入试管——离心机离心——得到尺寸相近的纳米刚玉颗粒干燥后得到粉末——将粉末装入模具压制——高温煅烧——得到圆形的细晶氧化铝纳米晶陶瓷

团队以分散、超细、尺寸分布窄、等轴刚玉纳米颗粒为原料，煅烧出致密度99.5%和平均晶粒尺寸30纳米的氧化铝陶瓷，其韧性比常规多晶氧化铝高60%，接近钢化玻璃。目前，团队正在以超细刚玉纳米颗粒为原料，与国内外合作，通过超高压热压技术，朝着致密度99%以上和平均晶粒尺寸15纳米以下的细晶氧化铝纳米晶陶瓷发起冲击。

刚玉纳米颗粒的成功制备，表明热力学不稳定的纳米颗粒材料是可制备的，为今后在催化、医学、复合材料、磨料等领域的应用提供了可能，也为韧性氧化铝纳米晶陶瓷的研发奠定了基础。在未来，也许你手中的纳米陶瓷水杯掉在地上不会摔碎；将纳米刚玉颗粒涂在车床高耐磨度刀具表面，“削铁如泥”就会变成现实……

诚然，从基础研究走到实用材料还有很长的路需要走，但李建功心中有一个复兴陶瓷技术至世界领先的远大梦想：中国自商代发明陶瓷技术至宋代达到顶峰，领先全球一千多年。如果有一天，我们把纳米陶瓷也做到世界第一，那么也是为复兴中华文化贡献了自己的力量。