氮化镓纳米晶体首次制成

中化新网讯 日前，美国芝加哥大学与阿贡国家实验室的化学家在《自然》杂志上发表研究报告，首次利用金属氮化物氮化镓制造出纳米晶体，为电子器件、柔性照明和医疗植入物等领域提供了新材料。

纳米晶体指尺寸在纳米量级的晶体材料，或具有晶体结构的纳米颗粒，一般小于100纳米，直径不足10纳米的纳米晶体常被称作量子点。理论上，纳米晶体几乎可由任何材料制成，但长久以来，科学家只能利用寥寥数种材料制造这些微观晶体。团队决心打破这一桎梏，他们将目光投向了金属氮化物。

金属氮化物天然的稳定性和柔韧性让它们成为消费电子的宠儿，却给试图用其制备纳米晶体的化学家出了道难题。晶体形成时，金属离子与氮离子需在最终定型前彼此“换位”。但金属氮化物中的化学键异常牢固，若这些强键无法暂时断裂，纳米晶体便无法形成。

团队提出的破解之道分两步走：首先，用熔融盐充当反应的“温床”，稳稳托住纳米晶体的成型过程；随后，精准捕捉到温度与氨压力的“黄金窗口”，让原本顽固的金属—氮键变得容易断开与重组。在此基础上，他们不仅造出了氮化镓纳米晶体，还制备出一系列其他氮化物纳米晶体，包括用于医疗植入物的氮化钛、工业上重要的超导体氮化铌，以及常见催化剂氮化钼。

这些材料不仅功能出色，成本也相对低廉。将它们制成纳米晶体后，其应用领域进一步扩大，除传统的刚性薄膜，未来还可掺入聚合物，借由喷墨打印融入织物或其他柔性设备。