微纳颗粒表界面实现原子级制造，我司科技成果转化入选市级中试平台

近日，武汉市科创局公布了2024年武汉市科技成果转化中试平台拟备案名单，柔电（武汉）科技有限公司联合江汉大学申报的 “微纳颗粒表面涂层中试平台”成功入选。该技术还入选了科创中国技术先导榜，是2023年度湖北省唯一入选产业基础类榜单的成果。武汉市科技成果转化中试平台（基地）政策是武汉市人民政府于2022年3月28日印发实施《武汉市进一步加快创新发展的若干政策措施》中的一项重要举措。其目的是为了深入实施创新驱动发展战略，构建以“用”为导向的科技成果转化体系，系统解决科技成果转化“最后一公里”和科技企业培育“最初一公里”问题，将科教人才优势转化为创新发展优势，加快形成新质生产力，推进武汉具有全国影响力的科技创新中心建设。

微纳颗粒表界面原子级制造技术在新能源、金属粉体、医学、软磁材料等多个领域都有着广阔的应用前景。在能源储存方面，原子级制造技术可以提升锂离子电池、超级电容器等的电极材料的充放电性能和循环寿命。上述场景的年包覆需求量均在万吨以上，市场需求巨大。在金属粉末领域，原子级制造技术可提高金属粉体材料的抗氧化、耐腐蚀等性能，市场空间巨大，在医学领域，该技术可以用于药物递送系统的设计，通过改变药物载体的表面性质，提高药物的靶向性和生物相容性，从而提高治疗效果并减少副作用。

原子层沉积(atomic layer deposition, ALD)技术，是一种在气相中使用连续化学反应的薄膜形成技术，被广泛应用于半导体产业。这是一种基于有序、表面自饱和反应的化学气相薄膜沉积方法，通俗来说，可以将一层层亚纳米厚的薄膜均匀地“包”在物体表面。这种能够将各种功能材料，在亚纳米尺度上实现均匀包覆的技术，很好地解决了目前电子器件中的缺陷和均匀性的问题。但是，该技术一般针对平面物体的薄膜沉积，由于微纳颗粒材料易团聚，且气态前驱体难以渗透到粉体内部中与每个颗粒表面充分接触，因此对于平面型ALD装备难以对微纳颗粒材料实现均匀且致密的批量包覆。美国是最早开始研究将ALD技术应用于颗粒表面包覆的国家，而我国研究起步较晚，尤其产业化进度滞后。

针对实现微纳颗粒表界面原子层制造的重大需求，江汉大学光电材料与技术学院特聘教授、俄罗斯工程院外籍院士、国家高层次海外特聘专家解明教授经过近10年的研发，首次提出了微纳米颗粒表面极限构筑/极限调控/极限制造(3E)概念，创新性地将半导体行业中的原子层薄膜沉积技术和化工制造中的大规模多相混合技术相结合。在这项成果中，解明教授提出了微纳米颗粒表界面原子级构筑装备的材料-分散-反应一体设计制造理论;发展了大批量微纳米颗粒表界面原子级构筑反应腔的制造技术;创新了大批量微纳米粉体高压连续输送原理和装备的设计方法;研究了微纳米颗粒表界面原子级构筑装备材料腐蚀机理以及其对装备服役性能的影响规律;提出了微纳米颗粒表界面原子级构筑过程原位监测系统集成理论及参数测量与控制新方法;发展了具有完全自主知识产权的年产量百吨级新型微纳米颗粒表界面原子层级构筑示范装备，并且形成批量生产能力。

据悉，相关科研成果已经在电池、导热和航空航天等领域得到了成功应用，使我国成为世界上第二个成功实现该技术产业化的国家，为我国发展新质生产力提供了有力支撑。