合成纳米粒子的新方法

晓说

美国海军研究实验室材料科学与技术部研发了一种新的方法，即用KO2（超氧化钾）直接从盐溶液中合成纳米氧化物。并且这种方法是第一次用于这种类型的合成。

美国海军研究实验室的研究化学方面的专家Dr. Thomas Sutto说：“通常，纳米氧化物的合成包括弱氧化剂的缓慢氧化反应，例如过氧化氢和金属盐的稀溶液或者配合物在水和非水的溶剂系统中的反应”，“超氧化钾和盐溶液迅速的放热反应导致不溶性的氧化物或者纳米微粒的氢氧化物的形成。”

这种方法的一个重要优点是能够生产大批量的材料。美国海军研究实验室证实大量的纳米氧化物（超过10g）可以用单一的步骤制备，并且其制备产量大约比普通方法制备产量高四个数量级。金属离子浓度（通常是毫摩尔计量）需要足够的低以阻止纳米粒子聚集成为大的粒子群，否则将会明显限制金属离子参与反应的数量。

纳米氧化物是许多应用设备中的关键组成，其中包括电子和磁器件，能量的储存和生成器件及应用于医学领域中磁性纳米粒子的磁共振成像。在这些所有应用领域中，颗粒的大小对纳米氧化物的使用性能和作用的发挥起至关重要的作用。小的颗粒度将导致表面积的增加，同时也显著地提高了纳米氧化物的性能。

这项技术的出现令人激动的一个方面是它也可以用来制造共混物的纳米颗粒。这可以从制备更为复杂的材料中得以证实，例如锂钴氧化物—一种锂电池的正极材料；铋锰氧化物—多铁性材料；以及90K下的超导钇钡铜氧化物材料。像这样一样，这一新的合成方法合成氧化纳米粒子在许多其它过程如催化，电，磁，或电化学过程以及从新型的阴极到解决其他类型的陶瓷材料的制备也显示出极大的可能。

为了证实这种新方法更广泛的适用能力，包括具有代表性的元素外，元素周期表的其他元素也开始被利用来快速制备纳米尺寸的氧化物和氢氧化物。除了在上述元素被转换为纳米氧化物外，还发现从第二第三副族过度金属也可以制备纳米氧化物，甚至准金属例如锡，铋，铊和铅。