科技發展源於創新思路以嶄新視角讓ALD技術綻放更多光彩

2021-01-17 人民網

原標題：科技發展源於創新思路以嶄新視角讓ALD技術綻放更多光彩

　　一種技術的出現要想延續其生命長度，必須經歷不斷進化和發展的過程，通過科學研究和應用實踐，從中延展出更多可供開發的空間。正是這種不斷前行和進步的力量，才帶來人類的不斷進步。以原子層沉積（ALD）為例，這是1977年芬蘭Tuomo Suntola博士發明的薄膜沉積技術，他利用ZnC12和H2S來沉積ZnS薄膜用於電致發光器件。

　　如今，科學家們發現了ALD更多的應用可能性，比如利用其技術特點和優勢，可設計新型高效納米催化劑，並可精確地調控催化劑的尺度和表/界面結構。中國科學院山西煤炭化學研究所覃勇研究員帶領的研究團隊，利用ALD製備出一種多重限域的Ni基加氫催化劑。

　　「與未限域的催化劑相比，多重限域的Ni基催化劑對於肉桂醛以及硝基苯的加氫反應的活性、穩定性得到顯著的提高。」覃勇為記者介紹道。眾所周知，催化是藉助於催化劑對化學反應進行調控的化學過程。在國民經濟的諸多方面，尤其是能源轉化和環境治理，如石油煉製和汽車尾氣處理等方面，催化正發揮著越來越大的作用。覃勇的研究具有普適性，可以用來合成其他體系的限域催化劑用於催化不同的反應，為未來高效納米催化劑的設計提供了指導。

　　懷揣科研報國夢想的覃勇並沒有選擇留在福利優厚的歐洲，而是選擇回國，來到中國科學院山西煤炭化學研究所工作，併入選中國科學院「百人計劃」和山西省「百人計劃」，被聘為山西特聘專家。正是因為對科研工作兢兢業業的態度，覃勇在行業中一路深耕，取得了不少成就，在Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.、Adv. Funct. Mater.、Small、ACS Nano等知名國際期刊已發表SCI論文60多篇。

　　覃勇在ALD方面的研究成果尤其令業內同行稱讚。其中，在催化應用領域，利用ALD製備了尺寸均一、可控的Cu納米粒子，催化乙炔CVD生長得到高純度（近100%）的碳納米螺旋。通過同時採用有機和無機原料並以新的沉積序列方式合成了新型的含鈦有機—無機雜化膜，熱處理去掉有機部分後得到了具有可見光響應的摻氮多孔TiO2，並通過改變有機原料分子的長度或體積實現了多孔材料的孔尺寸調控。通過在TiO2納米管上沉積聚醯亞胺薄膜，經過熱處理得到碳膜超薄包覆的結構，發現1nm厚的碳膜能使TiO2納米管光電化學分解水性能提高6倍，為製備穩定、高效的光電化學電極材料提供了新思路。在電化學傳感領域，通過在SiC粒子上沉積NiO納米粒子，發現其葡萄糖傳感靈敏度比普通浸漬法製備的產物提高數倍，線性檢測範圍寬，抗幹擾性好。

　　在碳管、石墨烯改性方面，採用具有特殊共軛結構的有機分子為原料，首次在未經任何表面活化的碳管、石墨烯表面實現了聚合物均勻包覆，可避免對碳材料自身物理性質的破壞，是一種碳納米材料表面功能化的新方法。

　　在新型納米吸波材料的設計方面，他們首次用ALD在碳納米螺旋、石墨烯等納米材料上沉積磁性塗層，改善阻抗匹配、增加磁損耗，使材料的吸波性能得到大幅改善。

　　納米材料和器件的快速發展，引發了對高精度、高質量新技術的關注，ALD以其特有的優勢成為研發的熱點，也為其在各行業中的應用提供了可能。相信隨著覃勇團隊的不斷深入探索，一定會讓ALD在諸多領域綻放更多光彩。（周詹）

(責編：嚴佳黎（實習生）、趙竹青)

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