中國(guó)粉體網(wǎng)訊 2021年4月8-9日，由中國(guó)粉體網(wǎng)主辦的“第三屆全國(guó)醫(yī)藥粉體制備及物性表征技術(shù)高峰論壇”在江蘇南京隆重召開(kāi)，期間，我們邀請(qǐng)到與會(huì)專家、學(xué)者做客“對(duì)話”欄目，進(jìn)行視頻訪談。本期為您分享的人物專訪是來(lái)中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所的韓永生研究員。
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韓永生研究員
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：韓博士，請(qǐng)問(wèn)目前材料生長(zhǎng)過(guò)程調(diào)控技術(shù)在哪個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的比較成熟?有哪些相關(guān)案例?請(qǐng)您給大家做一下介紹。
韓博士：在粉體制備領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)化做的比較好的是碳酸鈣還有一些金屬粉體。納米碳酸鈣粉體可能是應(yīng)用規(guī)模最大的納米材料，但如何制備出不同形貌的納米碳酸鈣并實(shí)現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)，目前還是一個(gè)挑戰(zhàn)性問(wèn)題，我們?cè)谔妓徕}形貌調(diào)控領(lǐng)域開(kāi)展了多年研究工作，目前正在尋找合作企業(yè)，推動(dòng)棒狀碳酸鈣的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：韓博士，采用界面濃度場(chǎng)控制材料形貌演化，其中蘊(yùn)含哪些粉體學(xué)相關(guān)知識(shí)?主要原理或本質(zhì)又是什么?
韓博士：界面濃度場(chǎng)是一個(gè)與化工學(xué)科密切相關(guān)的概念，化工的核心是三傳一反，而界面濃度場(chǎng)是反應(yīng)和傳遞的結(jié)果。粉體的生長(zhǎng)過(guò)程，它都有反應(yīng)和傳質(zhì)過(guò)程。反應(yīng)是消耗化學(xué)物質(zhì)，傳質(zhì)是供給化學(xué)物質(zhì)，反應(yīng)和傳質(zhì)過(guò)程如果不匹配，就會(huì)形成一個(gè)界面的濃度梯度或濃度場(chǎng)。一旦形成界面的濃度梯度以后，整個(gè)粉體的結(jié)晶行為就會(huì)發(fā)生復(fù)雜的變化。不會(huì)像熱力學(xué)預(yù)測(cè)的那樣，長(zhǎng)成比較規(guī)則的晶體產(chǎn)品，可能會(huì)形成更多復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)形貌。因此，界面濃度場(chǎng)雖然是基于化工學(xué)科提出的概念，但是它普遍存在于物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化過(guò)程中，因此界面濃度場(chǎng)調(diào)控技術(shù)在很多行業(yè)都有應(yīng)用前景，比如結(jié)晶，催化，儲(chǔ)能等領(lǐng)域。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：韓博士，就顆粒形貌的調(diào)控規(guī)律而言，金屬顆粒和非金屬顆粒有何共同點(diǎn)和不同點(diǎn)?
韓博士：金屬顆粒和非金屬顆粒是基于材料類型的分類，不管是什么樣材料的生長(zhǎng)過(guò)程，都受界面微環(huán)境的影響，界面微環(huán)境（外部因素）與材料自身特性（內(nèi)部因素）共同決定了材料生長(zhǎng)過(guò)程。我們通過(guò)反應(yīng)和傳遞調(diào)控界面微環(huán)境，定向合成同不同形貌的結(jié)晶產(chǎn)品，這一技術(shù)既可以應(yīng)用到金屬材料，也可以應(yīng)用到無(wú)機(jī)非金屬材料，目前我們非常感興趣將這一技術(shù)應(yīng)用到藥物結(jié)晶領(lǐng)域，正在尋找有此技術(shù)需求的藥物結(jié)晶企業(yè)。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：韓博士，反應(yīng)-傳質(zhì)方法對(duì)材料形貌調(diào)控具有一定的普適性，這個(gè)方法在什么情況下或哪些條件下會(huì)不具備這種普適性呢?原因又是什么?
韓博士：反應(yīng)-傳質(zhì)方法的提出，針對(duì)的是一個(gè)反應(yīng)結(jié)晶過(guò)程。當(dāng)然還有很多結(jié)晶行為沒(méi)有反應(yīng)發(fā)生的，比如結(jié)冰過(guò)程，冰的相變是水到冰，沒(méi)有反應(yīng)發(fā)生。這個(gè)時(shí)候，我們可以不提反應(yīng)-傳質(zhì)，但是在相變界面處仍然存在溫度梯度或者濃度梯度。所以，反應(yīng)-傳遞改變的是界面的溫度場(chǎng)或濃度場(chǎng)等。而溫度場(chǎng)或者濃度場(chǎng)對(duì)于大部分結(jié)晶行為都是存在的，因此采用界面微觀環(huán)境控制結(jié)晶行為具有普適性，而如何調(diào)控界面微環(huán)境，就需要采用反應(yīng)和傳遞調(diào)控技術(shù)。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：韓博士，在新材料領(lǐng)域，形貌調(diào)控技術(shù)有哪些作用和優(yōu)勢(shì)?
韓博士：我們與很多企業(yè)合作與交流發(fā)現(xiàn)，企業(yè)對(duì)于新材料的研發(fā)，主要基于經(jīng)驗(yàn)的積累，放大過(guò)程也是逐步放大，從小試到中試、然后再到生產(chǎn)線，這需要很長(zhǎng)的周期和高昂的成本。企業(yè)希望跟我們合作，就是想通過(guò)我們把機(jī)制和機(jī)理弄清楚，希望縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)可控、產(chǎn)品更均一。因此更加理性地設(shè)計(jì)材料和可控地制備材料，對(duì)基礎(chǔ)研究提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。當(dāng)然這里面也有些很多難點(diǎn)，需要逐步推進(jìn)。將理論研究和一些新的研究手段用在新材料的研發(fā)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)更快的產(chǎn)品研發(fā)模式，發(fā)展具有自主產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)技術(shù)，為企業(yè)創(chuàng)收，為國(guó)家解難，是我們的目標(biāo)和努力方向。
中國(guó)粉體網(wǎng)：好的，謝謝韓博士接受我們的視頻訪談，非常感謝！
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）
