武汉科技大学团队让水稻生出半导体材料
【慧聪教育网】10月8日，记者从武汉科技大学获悉，该校材料学部“志同‘稻’合”学生团队采用低温镁热技术，从稻杆、稻壳中提取制作一种半导体材料——纳米碳化硅，颗粒尺寸可细达30nm，纯度达99.99%，使稻壳附加值提升9倍以上。
水稻含有稻杆、稻壳等农业副产物，我国每年产生类似水稻的农业副产物有数亿吨。传统焚烧处理严重污染环境，现在常作饲料和生物能源，收益小，附加值低。
该团队负责人韦奕麒从2021年起研究碳化硅，带领团队成员赴各地农村调研，看到农业副产物堆积十分严重，综合利用率不足50%。经过对30余种农业副产物检测后发现，水稻中氧化硅含量高，粒度均匀。
如何低温便捷地从稻杆、稻壳等农业副产物中大规模合成纳米碳化硅，并控制其尺寸形态是技术难点。国内外工业常用碳热还原法制备，温度达1600~2200℃，能耗大，纯度低，转化工艺复杂。
该团队通过实验和热力学计算，经过数百次尝试，优化工艺参数，将稻杆、稻壳中的天然纳米氧化硅与碳反应，转化为颗粒均匀的纳米碳化硅产品。反应过程中，团队自研低温镁热技术和动态热量控制技术，突破了镁热过程因局部高温引起的纳米碳化硅烧结问题，保障颗粒尺寸细小均匀。
韦奕麒介绍，团队曾在乡村开展试点工作，面向农户以高于市场100%的价格收购稻壳，并采用低温工艺生产高纯度纳米碳化硅产品，3年可为企业新增营业额1000万元以上。当前项目已完成中试阶段，正在和企业开展战略合作进行产品试用，团队计划在各村镇建立农业副产物原料加工基地，助农增收。
武汉科技大学耐火材料与冶金国家重点实验室执行主任顾华志教授称赞这项成果：“实现了农业副产物高附加值利用，提高了农民收入，探索出一种科技助力乡村振兴新方式。”
纳米碳化硅可用于芯片制造、高端陶瓷等，全球碳化硅产量供不应求。韦奕麒表示：“我们还将迭代技术，计划开发完善的纳米碳化硅转化技术，把其他农业副产物利用起来，助力发展绿色农业，做乡村振兴的实践者！”
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