破解超强键结死穴，颠覆常识的“熔盐制程”让十多种不可能的纳米材料成真
2026-9-1 寰宇科学
美国芝加哥大学（UniversityofChicago）与阿贡国家实验室（ArgonneNationalLaboratory）化学团队发表新的合成方法，首度以熔 盐制程做出金属氮化物纳米晶体，论文 7月刊登于《自然》（Nature）期刊。这类材料过去认为无法纳米晶体化，新方法一举打 开LED照明、医疗植入物与超导体材料的应用空间。
纳米晶体是现代材料科学的重要基础，量子点研究更促成2023年诺贝尔化学奖，但过去能制成纳米晶体的材料种类相当有限。金属氮 化物由金属与氮结合而成，具高硬度、生物相容性、耐热与耐腐蚀等特性，氮化镓更广泛用于LED灯泡与笔电萤幕等照明与显示应用。
难处在于，晶体成长过程离子必须反复调换位置才能排进正确结构，而金属氮化物键结太强韧，离子很难重排。论文通讯作者、芝加 哥大学化学与分子工程讲座教授DmitriTalapin形容，键结若无法断裂，对纳米晶体而言等于宣判死刑，一旦接错就全盘皆输。
团队解法分成两步骤。首先延续实验室之前发现，以熔盐为反应液相，稳定纳米晶体成长；接著反复实验，找出温度与氨压的最佳区 间，让金属与氮之间的键结较容易断开并重新接合。Talapin指出，这套制程违反既有常识，必须彻底重新思考。
第一作者博士生RuimingLin表示，团队做出近12种传统方法无法合成的材料，除氮化镓外，还包括医疗植入物用的氮化钛、工业重要 的超导体氮化铌，以及常见触媒氮化钼，且成本相对低廉。
由于纳米晶体可混入高分子、以喷墨方式列印，或整合至纺织品，金属氮化物有机会摆脱刚性薄膜的限制，走向软性照明与可挠式电 子产品。