诺奖点赞的材料在温州量产 “石榴结构”破解世界级难题
诺奖点赞的材料在温州量产 “石榴结构”破解世界级难题
诺奖点赞的材料在温州量产 “石榴结构”破解世界级难题潮新闻 记者 王艳琼 蓝韵飞 通讯员 陈慧雅(chénhuìyǎ)
编者按:发展新质生产力,科技创新是(shì)核心驱动力。眼下,温州瓯海区正在积极构建科创平台(píngtái)集群,持续开展前沿技术攻关和(hé)成果转化。科技创新塑造哪些发展新优势?浙江日报温州分社特别策划《寻“新”记》系列报道,寻访(xúnfǎng)新质生产力的(de)背后故事,首期走进浙江大学温州研究院。
浙大团队研究(yánjiū)钙钛矿材料。受访者供图
两块看似(kànshì)平平无奇的塑料板,用手电筒一照却映射出强烈(qiángliè)的红光和(hé)绿光。这不是魔法,而是浙江大学温州研究院(yánjiūyuàn)自主研发的钙钛矿量子点扩散板,一项国内原创、国际首创的科技成果。眼下,该产品正在(zhèngzài)温州量产,被应用于各种显示屏中,不仅让显色更逼真,也保护我们的眼睛。
“石榴结构”破解世界级难题(nántí)
什么是钙钛矿?“它既不(bù)含钙,也(yě)不含钛,而是泛指一类具有特定晶体结构(jīngtǐjiégòu)的化合物。”浙江大学温州研究院新型光电材料研发中心主任何海平揭示其奥秘。
钙钛矿(gàitàikuàng)是目前已知发光性能(xìngnéng)最好的(de)一种半导体材料,色域宽、色纯度高,可以大幅提高显示屏的画质。2023年,“发现和(hé)合成量子点”获得诺贝尔化学奖,与镉(gé)系量子点、磷化铟量子点相比,钙钛矿量子点具有成本低、合成工艺简单、发光色纯度高等独特优势,近年来备受业界关注。
“而我们对它的理解还只是冰山一角。”何海平介绍,浙大团队自2012年(nián)(nián)起研究钙钛矿发光材料(cáiliào),在中国科学院院士、浙江大学材料科学与(yǔ)工程学院叶志镇教授的带领下,钙钛矿量子点项目团队2021年落户温州,孵化成立温州锌芯钛晶科技有限公司,加速科技成果(kējìchéngguǒ)转化。
浙大温州研究院(yánjiūyuàn)。受访者供图
浙大(zhèdà)团队(tuánduì)的钙钛矿(gàitàikuàng)量子点研究有何特别之处?何海平拿出两瓶粉末和两瓶颗粒,分别一红一绿,这便是全固态钙钛矿量子点。他形容钙钛矿“敏感体质”,易受高温、水氧、光照影响,导致性能大幅衰减,这也是世界级难题。国际(guójì)上(shàng)大多科研团队采取溶液法制造钙钛矿量子点,但难以解决稳定性问题。
浙大团队另辟蹊径,想出三个办法:第一,干脆在高温下用(xiàyòng)全固态煅烧(duànshāo)方式合成材料,从根部解决其不耐高温问题;第二,使用多孔材料,将量子点装进孔里再封上,解决水氧(shuǐyǎng)问题;第三,在量子点的外围又包了一层材料用作“防晒”,相当于穿了2件衣服,即(jí)全固态双(shuāng)基质包覆,最后解决光照(guāngzhào)问题。“我们把这种双基质包覆方式形象地称为石榴结构,就(jiù)像石榴壳剥开后还有一层白色薄膜包裹着一个个石榴籽。”何海平说。
浙大团队研发的固态钙钛矿量子点母粒。记者(jìzhě) 王艳琼 摄
解决(jiějué)稳定性难题后,开始产业化路径。浙大(zhèdà)团队通过混合、熔融、挤出、造粒等工序,制作钙钛矿量子(liàngzǐ)点母粒,再制成适用于(yú)显示照明领域的大面积光学板和薄膜,并将产品应用于电视液晶显示屏、电脑屏幕、平板或车载显示屏等。2023年,温州(wēnzhōu)锌芯钛晶科技有限公司建成年产200万平米(píngmǐ)钙钛矿量子点光学板产线,随着研发投入,逐渐吸引国际许多顶尖科研团队的关注。
浙大温州研究院钙钛矿发光量子(guāngliàngzǐ)点扩板产线运行中。受访者供图
诺奖(nuòjiǎng)点赞的材料在温州量产
“高效稳定钙钛(tài)矿量子点(diǎn)批量制备技术,是钙钛矿发光材料(cáiliào)走向应用(yìngyòng)的一个重大突破!”今年4月,韩国科学技术(kēxuéjìshù)院院士、首尔大学Tae-Woo Lee教授专程前来温州,与锌芯钛晶研发团队进行学术和产业化交流。他曾任韩国三星电子研究员,认为浙大团队钙钛矿量子点产品有广泛的市场前景,有望推广全球。
眼下,浙大温州研究院钙钛矿研究还在(zài)向更多领域探索,比如时下热门的(de)眼健康领域。光谱仪下,普通LED灯显示(xiǎnshì)蓝光(lánguāng)比例很高,对眼睛危害大。钙钛矿具有很强的蓝光吸收能力,在使用钙钛矿量子点的护眼灯下,测量(cèliáng)显示蓝光大幅降低,更接近自然光,有利于人体健康。
浙大团队(tuánduì)与(yǔ)中国眼谷等单位合作(hézuò)制定《眼健康显示产品技术规范》团体标准,在如今人们被屏幕和灯光围绕的(de)时代,希望钙钛矿材料更广泛的造福(zàofú)群众,提升生活品质。新产品开发出后不久,团队就接到了1万多台护眼台灯订单。此外,钙钛矿量子点扩散板已与不少电视品牌洽谈合作。
浙大温州研究院(yánjiūyuàn)研发的钙钛矿量子点护眼灯、镜面屏。受访者供图
浙大温州(wēnzhōu)研究院钙钛矿量子点研究的成功,也离不开瓯海区对研究院建设的支持(zhīchí)与一对一“保姆式(bǎomǔshì)”的服务。在瓯海区的指导帮助下,该(gāi)科研团队落地后,被认定为温州市领军型人才创业项目,获得(huòdé)资金支持。通过建立校地人才共引机制(jīzhì),浙大温州研究院目前拥有博士、硕士20余人,研发队伍近40人,实现科技、教育、人才一体化发展。
未来,浙大团队(tuánduì)还将持续攻坚(gōngjiān)钙钛矿电致发光的(de)技术难题,目标像印报纸(bàozhǐ)一样打印钙钛矿量子点LED,制造大面积超高清显示器,低成本、高效率地实现电子屏幕发光。何海平喜欢用诺贝尔奖委员会的一句话激励团队:量子点材料将极大地造福人类,我们才刚刚开始探索这些(zhèxiē)微小粒子的巨大潜力。
潮新闻 记者 王艳琼 蓝韵飞 通讯员 陈慧雅(chénhuìyǎ)
编者按:发展新质生产力,科技创新是(shì)核心驱动力。眼下,温州瓯海区正在积极构建科创平台(píngtái)集群,持续开展前沿技术攻关和(hé)成果转化。科技创新塑造哪些发展新优势?浙江日报温州分社特别策划《寻“新”记》系列报道,寻访(xúnfǎng)新质生产力的(de)背后故事,首期走进浙江大学温州研究院。
浙大团队研究(yánjiū)钙钛矿材料。受访者供图
两块看似(kànshì)平平无奇的塑料板,用手电筒一照却映射出强烈(qiángliè)的红光和(hé)绿光。这不是魔法,而是浙江大学温州研究院(yánjiūyuàn)自主研发的钙钛矿量子点扩散板,一项国内原创、国际首创的科技成果。眼下,该产品正在(zhèngzài)温州量产,被应用于各种显示屏中,不仅让显色更逼真,也保护我们的眼睛。
“石榴结构”破解世界级难题(nántí)
什么是钙钛矿?“它既不(bù)含钙,也(yě)不含钛,而是泛指一类具有特定晶体结构(jīngtǐjiégòu)的化合物。”浙江大学温州研究院新型光电材料研发中心主任何海平揭示其奥秘。
钙钛矿(gàitàikuàng)是目前已知发光性能(xìngnéng)最好的(de)一种半导体材料,色域宽、色纯度高,可以大幅提高显示屏的画质。2023年,“发现和(hé)合成量子点”获得诺贝尔化学奖,与镉(gé)系量子点、磷化铟量子点相比,钙钛矿量子点具有成本低、合成工艺简单、发光色纯度高等独特优势,近年来备受业界关注。
“而我们对它的理解还只是冰山一角。”何海平介绍,浙大团队自2012年(nián)(nián)起研究钙钛矿发光材料(cáiliào),在中国科学院院士、浙江大学材料科学与(yǔ)工程学院叶志镇教授的带领下,钙钛矿量子点项目团队2021年落户温州,孵化成立温州锌芯钛晶科技有限公司,加速科技成果(kējìchéngguǒ)转化。
浙大温州研究院(yánjiūyuàn)。受访者供图
浙大(zhèdà)团队(tuánduì)的钙钛矿(gàitàikuàng)量子点研究有何特别之处?何海平拿出两瓶粉末和两瓶颗粒,分别一红一绿,这便是全固态钙钛矿量子点。他形容钙钛矿“敏感体质”,易受高温、水氧、光照影响,导致性能大幅衰减,这也是世界级难题。国际(guójì)上(shàng)大多科研团队采取溶液法制造钙钛矿量子点,但难以解决稳定性问题。
浙大团队另辟蹊径,想出三个办法:第一,干脆在高温下用(xiàyòng)全固态煅烧(duànshāo)方式合成材料,从根部解决其不耐高温问题;第二,使用多孔材料,将量子点装进孔里再封上,解决水氧(shuǐyǎng)问题;第三,在量子点的外围又包了一层材料用作“防晒”,相当于穿了2件衣服,即(jí)全固态双(shuāng)基质包覆,最后解决光照(guāngzhào)问题。“我们把这种双基质包覆方式形象地称为石榴结构,就(jiù)像石榴壳剥开后还有一层白色薄膜包裹着一个个石榴籽。”何海平说。
浙大团队研发的固态钙钛矿量子点母粒。记者(jìzhě) 王艳琼 摄
解决(jiějué)稳定性难题后,开始产业化路径。浙大(zhèdà)团队通过混合、熔融、挤出、造粒等工序,制作钙钛矿量子(liàngzǐ)点母粒,再制成适用于(yú)显示照明领域的大面积光学板和薄膜,并将产品应用于电视液晶显示屏、电脑屏幕、平板或车载显示屏等。2023年,温州(wēnzhōu)锌芯钛晶科技有限公司建成年产200万平米(píngmǐ)钙钛矿量子点光学板产线,随着研发投入,逐渐吸引国际许多顶尖科研团队的关注。
浙大温州研究院钙钛矿发光量子(guāngliàngzǐ)点扩板产线运行中。受访者供图
诺奖(nuòjiǎng)点赞的材料在温州量产
“高效稳定钙钛(tài)矿量子点(diǎn)批量制备技术,是钙钛矿发光材料(cáiliào)走向应用(yìngyòng)的一个重大突破!”今年4月,韩国科学技术(kēxuéjìshù)院院士、首尔大学Tae-Woo Lee教授专程前来温州,与锌芯钛晶研发团队进行学术和产业化交流。他曾任韩国三星电子研究员,认为浙大团队钙钛矿量子点产品有广泛的市场前景,有望推广全球。
眼下,浙大温州研究院钙钛矿研究还在(zài)向更多领域探索,比如时下热门的(de)眼健康领域。光谱仪下,普通LED灯显示(xiǎnshì)蓝光(lánguāng)比例很高,对眼睛危害大。钙钛矿具有很强的蓝光吸收能力,在使用钙钛矿量子点的护眼灯下,测量(cèliáng)显示蓝光大幅降低,更接近自然光,有利于人体健康。
浙大团队(tuánduì)与(yǔ)中国眼谷等单位合作(hézuò)制定《眼健康显示产品技术规范》团体标准,在如今人们被屏幕和灯光围绕的(de)时代,希望钙钛矿材料更广泛的造福(zàofú)群众,提升生活品质。新产品开发出后不久,团队就接到了1万多台护眼台灯订单。此外,钙钛矿量子点扩散板已与不少电视品牌洽谈合作。
浙大温州研究院(yánjiūyuàn)研发的钙钛矿量子点护眼灯、镜面屏。受访者供图
浙大温州(wēnzhōu)研究院钙钛矿量子点研究的成功,也离不开瓯海区对研究院建设的支持(zhīchí)与一对一“保姆式(bǎomǔshì)”的服务。在瓯海区的指导帮助下,该(gāi)科研团队落地后,被认定为温州市领军型人才创业项目,获得(huòdé)资金支持。通过建立校地人才共引机制(jīzhì),浙大温州研究院目前拥有博士、硕士20余人,研发队伍近40人,实现科技、教育、人才一体化发展。
未来,浙大团队(tuánduì)还将持续攻坚(gōngjiān)钙钛矿电致发光的(de)技术难题,目标像印报纸(bàozhǐ)一样打印钙钛矿量子点LED,制造大面积超高清显示器,低成本、高效率地实现电子屏幕发光。何海平喜欢用诺贝尔奖委员会的一句话激励团队:量子点材料将极大地造福人类,我们才刚刚开始探索这些(zhèxiē)微小粒子的巨大潜力。






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