湿界面焦耳热合成

5个数量级提速

通过将焦耳热限制在基底-溶液界面,同时蒸发溶剂浓缩前驱体并程序化控制,实现多种纳米材料的通用超快合成。

张林 · 李鹏 · Lu, Yuanchao · Ming, Xin · Sun, Yaxin · Xu, Xiaoyi · Xia, Yuxing · Pang, Kai · Wenzhang, Fang · 黄宁 · 许震 · 应义斌 · 刘英军 · 傅迎春 · 高超

Nature Communications 2023

参数信息

结晶速率
1.97 μm s⁻¹
能耗
9.55×10⁻⁶ kWh cm⁻²
前驱体浓度
1

技术优势

速度提升5个数量级

界面限域焦耳热导致溶剂瞬时蒸发和前驱体浓度骤增,协同加速成核与生长,使结晶速率达到传统方法的10万倍以上。

能耗降低6个数量级

热量只在基底-溶液界面产生,不加热整体溶液,因此单位面积能耗低至 9.55×10⁻⁶ kWh/cm²,比传统方法低约百万倍。

前驱体用量减少100倍

界面蒸发迅速移除溶剂,使前驱体在局部高度过饱和,因此只需传统浓度百分之一的前驱体即可快速成核生长。

程序化调控形貌

通过编程电脉冲的时序和强度,可以精准控制产物的量、尺寸和形貌,无需更换化学配方。

应用场景