?1. 引言 ?

粉體科學(xué)作為材料、化工、醫(yī)藥、能源等領(lǐng)域的交叉學(xué)科，近年來在制備技術(shù)、表征手段及功能化應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展。隨著納米技術(shù)、人工智能和綠色制造的興起，粉體研究正從傳統(tǒng)的顆粒加工向高精度、多功能化方向跨越。本文綜述粉體領(lǐng)域的前沿動(dòng)態(tài)，重點(diǎn)探討納米粉體制備、智能分散技術(shù)、綠色工藝及新興應(yīng)用。

?

?

?2. 納米粉體的精準(zhǔn)制備技術(shù) ?

?2.1 原子層沉積（ALD）與化學(xué)氣相冷凝（CVC） ?

傳統(tǒng)機(jī)械粉碎法難以實(shí)現(xiàn)亞100納米顆粒的均勻制備，而ALD技術(shù)通過逐層原子沉積可精確控制粉體粒徑和成分，適用于鋰電負(fù)極材料（如硅碳復(fù)合粉體）。CVC技術(shù)則通過高溫氣相反應(yīng)生成納米顆粒，已用于制備高純度氧化鋁和量子點(diǎn)材料。 ?

?

?2.2 生物模板法 ?

利用細(xì)菌或植物提取物作為模板合成納米粉體（如Ag/ZnO抗菌粉體），兼具環(huán)保性和生物相容性，在醫(yī)用敷料中展現(xiàn)潛力。

?

?3. 粉體分散與穩(wěn)定性突破 ?

?3.1 超臨界流體分散技術(shù) ?

通過超臨界CO?的低表面張力特性實(shí)現(xiàn)納米粉體（如石墨烯、碳納米管）的無溶劑分散，解決傳統(tǒng)超聲分散導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損傷問題。 ?

?

?3.2 智能響應(yīng)性分散劑 ?

pH/溫度響應(yīng)型聚合物（如聚N-異丙基丙烯酰胺）可動(dòng)態(tài)調(diào)控粉體分散/聚集狀態(tài)，應(yīng)用于藥物靶向遞送系統(tǒng)。

?

?4. 綠色制造與循環(huán)經(jīng)濟(jì) ?

?4.1 固廢高值化利用 ?

- 冶金渣粉：通過梯度熱處理將鋼渣轉(zhuǎn)化為多孔粉體，用于污水處理（吸附重金屬）。 ?

- 塑料微粉化：低溫脆性粉碎技術(shù)將廢塑料轉(zhuǎn)化為50μm以下粉體，作為3D打印原料。 ?

?

?4.2 低能耗工藝 ?

微波輔助煅燒、等離子體球磨等新技術(shù)可降低能耗30%以上，例如制備鈦酸鋇陶瓷粉體的反應(yīng)時(shí)間從10小時(shí)縮短至2小時(shí)。

?

?5. 前沿應(yīng)用場(chǎng)景拓展 ?

?5.1 新能源領(lǐng)域 ?

- 固態(tài)電解質(zhì)粉體：LLZO（鋰鑭鋯氧）納米粉體的冷燒結(jié)技術(shù)助力全固態(tài)電池開發(fā)。 ?

- 光伏粉體：鈣鈦礦量子點(diǎn)粉體用于下一代太陽(yáng)能墨水印刷。 ?

?

?5.2 增材制造 ?

- 多材料復(fù)合粉體：316L不銹鋼-TiB?復(fù)合粉體通過激光選區(qū)熔化（SLM）實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度-韌性協(xié)同提升。 ?

- 仿生梯度粉體：受貝殼啟發(fā)的層狀Al?O?-ZrO?粉體用于航空部件打印。 ?

?

?5.3 生物醫(yī)藥 ?

- mRNA疫苗載體：可離子化脂質(zhì)納米粉體（LNPs）的室溫穩(wěn)定技術(shù)突破冷鏈限制。 ?

- 骨修復(fù)粉體：鎂基生物活性粉體兼具成骨和抗菌功能。

?

?6. 挑戰(zhàn)與未來方向 ?

1. 規(guī)模化瓶頸：多數(shù)納米粉體仍處于實(shí)驗(yàn)室克級(jí)制備階段，需開發(fā)連續(xù)流反應(yīng)器等放大技術(shù)。 ?

2. 標(biāo)準(zhǔn)化缺失：國(guó)際統(tǒng)一的粉體表征方法（如團(tuán)聚度、比表面）亟待建立。 ?

3. AI賦能：機(jī)器學(xué)習(xí)輔助粉體配方設(shè)計(jì)（如預(yù)測(cè)流動(dòng)性與粒徑分布的關(guān)系）成為研究熱點(diǎn)。??

?

?7. 結(jié)語(yǔ) ?

從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)落地，粉體科學(xué)正在經(jīng)歷“精細(xì)化-功能化-智能化”的范式轉(zhuǎn)變。隨著跨學(xué)科融合加深，粉體技術(shù)有望在碳中和、柔性電子、太空制造等領(lǐng)域開啟全新賽道。

?

參考文獻(xiàn)（示例） ?

1. Zhang et al., *Nature Materials* (2023): 原子層沉積制備單分散納米粉體. ?

2. EU Horizon 2020報(bào)告: 綠色粉體制造路線圖. ?

3. 第15屆世界粉體會(huì)議紀(jì)要（2024, 東京）.??