6163银河net163am李建功教授研究小组经过多年不懈努力，攻克了氧化铝纳米材料研究瓶颈难题——分散、细小、均匀、等轴阿尔法氧化铝纳米颗粒的制备。日前，由兰州大学独立完成的成果以论文“Disperse fine equiaxed alpha alumina nanoparticles with narrow size distribution synthesised by selective corrosion and coagulation separation”在Nature旗下期刊Scientific Reports发表（doi: 10.1038/srep11575），论文第一、二作者蒲三旭、李璐是李建功教授指导的博士研究生，第三、四作者路富亮和马骥分别是李建功教授指导的硕士研究生和6163银河net163am讲师，通讯作者为李建功教授。 氧化铝是重要基础材料，因价格低廉、结构和功能性能优异，被广泛应用，也是冶炼铝的原料。其全球年产量达1.1亿吨，我国产量约占全球产量的43%。然而，氧化铝的脆性限制了其更广泛的应用，纳米晶微结构可赋予材料良好延展性和韧性，是解决材料脆性的战略途径。因此，纳米晶氧化铝陶瓷成为材料科学研究热点。分散、细小、均匀、等轴阿尔法氧化铝纳米颗粒，是制备纳米晶氧化铝陶瓷必需原料，也在肿瘤治疗、磨料、复合材料等诸多领域有被直接应用。二十多年来，国内外同行进行了大量探索，却只能获得粗大（>15 nm）的阿尔法氧化铝纳米颗粒，或细小的伽马氧化铝纳米颗粒。热力学稳定的大块阿尔法氧化铝，表面能比伽马氧化铝高，当比表面积大于100m2/g（对应颗粒球形直径小于15nm）时，阿尔法氧化铝自由能高于伽马氧化铝，变成热力学不稳定相，而伽马氧化铝变成热力学稳定相。因此小于15nm、分散、等轴阿尔法氧化铝纳米颗粒制备异常困难，是氧化铝纳米材料研发的瓶颈难题，至今未成功。

李建功教授研究小组基于多年氧化铝纳米材料研究积累的经验，提出并发展了借助隔离相的机械化学—选择腐蚀—精细聚沉分离新方法。首先制备出细小、等轴阿尔法氧化铝纳米颗粒分散于金属基体的纳米复合材料，再将金属基体选择腐蚀去除，得到分散、细小、等轴阿尔法氧化铝纳米颗粒，然后经精细聚沉尺寸选择分离，最终获得分散、等轴、尺寸分布窄、平均颗粒尺寸小于10nm的阿尔法氧化铝纳米颗粒。对分散、细小、尺寸分布窄、等轴阿尔法氧化铝纳米颗粒进行了初步烧结实验，得到致密度99.5%和平均晶粒尺寸60nm的纳米晶氧化铝陶瓷。尽管烧结工艺未经优化，所得近乎完全致密纳米晶氧化铝陶瓷晶粒尺寸（60nm）远远小于已报道的无压烧结结果。所开发的机械化学—选择腐蚀—精细聚沉分离方法可放大，进行规模化阿尔法氧化铝纳米颗粒粉体制备。该成果为阿尔法氧化铝纳米颗粒的直接应用和氧化铝纳米材料的进一步研究奠定了基础。

该研究工作得到科技部国际科技合作计划、国家自然科学基金资助。

此前，李建功教授与中科院兰州化物所张俊彦研究员合作指导的博士研究生周妍，与中国科学院大学苏刚教授合作，完成的成果“From sphere to polyhedron: A hypothesis on the formation of high-index surfaces in nanocrystals”去年在Nature旗下期刊Scientific Reports发表。