讓普通礦石變身納米材料

在1月8日召開的2018年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，有41項涉化成果榮獲2018年度國家科技獎。這些成果涵蓋了油氣、現(xiàn)代煤化工、新能源、新材料等多個領(lǐng)域，代表了全行業(yè)最高科研水平。

　　為使讀者更全面地了解這些獲獎項目，本版從今日起開設(shè)《國家科技獎成果展示》欄目，介紹部分獲獎成果。

　　我國凹凸棒石儲量在全球名列第一。中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所科研人員歷經(jīng)10年的持續(xù)技術(shù)攻關(guān)，將普通的凹凸棒石變身為珍貴的納米材料，大幅提升其經(jīng)濟價值，顯著增強了我國凹凸棒石產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。在1月8日召開的國家科技獎勵大會上，蘭化所完成的基于濕法凹凸棒石高值利用關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用成果喜獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

　　凹凸棒石是一種含水富鎂的鋁硅酸鹽礦物，具有棒狀晶體結(jié)構(gòu)，同時也是一種天然的一維納米材料，作為基礎(chǔ)材料廣泛用于化工、建材、環(huán)保和功能材料等國民經(jīng)濟重要領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)凹凸棒石的儲備量在全球名列第一，已探明儲量超過世界總量的50%，安徽、甘肅等地凹凸棒石的儲量尤為豐富。但我國凹凸棒石資源以紅色、伴生礦組成復(fù)雜的低品位礦居多，同時棒晶呈束狀聚集，利用傳統(tǒng)干法加工工藝難以實現(xiàn)高值應(yīng)用。

　　為了破解影響我國凹凸棒石資源高效利用的制約瓶頸，蘭學(xué)所項目團隊歷經(jīng)10年的持續(xù)技術(shù)攻關(guān)，突破了濕法低品位凹凸棒石結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)白關(guān)鍵工藝，攻克了伴生礦高效轉(zhuǎn)化和凹凸棒石棒晶束無損解離關(guān)鍵共性技術(shù)難題。

　　項目成果申請了國家發(fā)明專利50項，獲授權(quán)發(fā)明專利24項，從應(yīng)用基礎(chǔ)突破、關(guān)鍵技術(shù)發(fā)明到高值產(chǎn)品開發(fā)，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的完整工藝技術(shù)包和創(chuàng)新鏈，破解了制約我國凹凸棒石產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的技術(shù)難題。

　　采用該項目成果開發(fā)的凹凸棒石納米棒晶、類瑪雅藍(lán)顏料和凹凸棒石生物炭等系列產(chǎn)品在鋰離子電池隔膜涂層、工程塑料增韌補強、自清潔耐候防腐涂料和環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域中應(yīng)用，顯著增強了我國凹凸棒石產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，對推動凹凸棒石及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶動區(qū)域經(jīng)濟增長，具有重要和深遠(yuǎn)的意義。

　　此外，項目團隊還出版了《凹凸棒石黏土應(yīng)用研究》和《凹凸棒石棒晶束解離及其納米功能復(fù)合材料》專著2部，共同制定國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)各1件。項目第一完成人王愛勤研究員是目前國際上發(fā)表凹凸棒石SCI論文最多的作者，成功入選2017年和2018年全球“高被引科學(xué)家”工程學(xué)榜單，形成的高端產(chǎn)品各項性能指標(biāo)達(dá)到或超過國外同類產(chǎn)品的技術(shù)水平。該項目成功地將普通的凹凸棒石轉(zhuǎn)變?yōu)檎滟F的納米材料，使我國的凹凸棒石產(chǎn)業(yè)跨入世界先進水平。

　　科學(xué)家預(yù)計，未來凹凸棒石將被廣泛用于制作凹凸棒石納米無機凝膠、凹凸棒石嘔吐毒素等高附加值產(chǎn)品，這將大大提高凹凸棒石的效用，凹凸棒石也能為人類創(chuàng)造更多價值。