当人类的探索视角深入到 1 至 100 纳米的亚微观领域,纳米技术便成为打开未来科技之门的关键钥匙,而吕文扬团队的持续深耕,正不断打破这一领域的技术壁垒亚博,让纳米材料的独特性能在更多场景中释放价值。在投身纳米技术研究之初,吕文扬便发现,传统纳米材料制备过程中,“尺寸均一性差” 与 “分散稳定性不足” 是制约其产业化应用的核心难题 —— 无论是物理粉碎法制备的纳米颗粒易出现团聚,还是化学合成法难以精准控制纳米结构的形貌,都导致纳米材料无法稳定发挥其特殊的光学、电学与力学性能。为此,他带领团队搭建了 “多场耦合精准调控制备平台”,通过将超声场、电场与温度场协同作用于反应体系,实现了对纳米颗粒生长过程的实时监控与动态调整,最终成功制备出尺寸偏差小于 5% 的单分散纳米材料,不仅解决了传统工艺的瓶颈,还将纳米材料的制备效率提升了 3 倍,为后续的应用研究奠定了坚实基础。
在纳米材料性能调控方面,吕文扬团队同样取得了突破性进展。针对纳米材料在不同应用场景下对性能的差异化需求,他们创新性地提出 “原子级掺杂改性策略”—— 通过在纳米材料晶格中精准引入微量异质原子,改变材料的电子结构与表面能态,从而实现对其光学吸收范围、导电率、催化活性等关键性能的定向调控。以纳米二氧化钛光催化剂为例,传统材料仅能在紫外光下发挥催化作用,应用场景受限,而经过吕文扬团队的氮、铌共掺杂改性后,该催化剂的光响应范围成功拓展至可见光区域,光催化效率提升了 4 倍以上,可高效降解水中的有机污染物,目前已在工业废水处理、室内空气净化等领域开展中试应用,为环境治理提供了新型高效的技术方案。
在柔性电子领域,吕文扬研发的纳米银线透明导电膜更是打破了国外技术垄断。传统柔性电子器件常用的 ITO 导电膜不仅成本高昂,还存在脆性大、弯曲性能差的缺陷,难以满足柔性显示、可穿戴设备等新兴领域的需求。吕文扬团队通过优化纳米银线的直径与长径比,并采用 “层层自组装” 技术构建三维导电网络,制备出的纳米银线透明导电膜,不仅透光率达到 92% 以上,与 ITO 膜相当,其面电阻还可低至 10Ω/sq,且在 10000 次弯曲循环后,电阻变化率仅为 5%,远优于传统 ITO 膜。该产品已成功应用于柔性 OLED 显示屏、柔性太阳能电池等产品的生产,不仅降低了国内柔性电子产业对国外材料的依赖,还推动了相关产品的成本下降与性能升级。
面对纳米材料在实际应用中 “规模化生产难” 与 “安全性评估缺失” 的问题,吕文扬团队也积极探索解决方案。他们开发出连续化纳米材料生产线,通过自动化控制系统实现了从原料进料、反应制备到产品收集的全流程无人化操作,单日纳米材料产量可达百公斤级,满足了工业规模化应用的需求亚博;同时,团队还建立了纳米材料生物安全性评估体系,通过细胞毒性测试、动物体内代谢追踪等手段,系统评估纳米材料对生物体的潜在影响,为纳米材料在医疗、食品包装等与人体密切相关领域的安全应用提供了科学依据。
从精准调控纳米材料的原子结构,到推动其在环境治理、柔性电子、医疗健康等领域的产业化应用,吕文扬始终以创新为刃,不断开拓亚微观世界的技术边界。他坚信,纳米技术的未来不仅在于突破更微小尺度的技术极限,更在于通过技术创新解决现实中的产业痛点与社会需求,而未来他和团队还将继续探索纳米技术与人工智能、生物技术的交叉融合,为纳米产业的高质量发展注入新动能,让亚微观世界的创新成果更好地服务于人类社会的进步。