Pradedant nuo aliuminio ir varomas medžiagų apdirbimo bei elektrochemijos kaip dviejų variklių, didelio grynumo itin smulkus aliuminio oksidas iš laboratorijos pereina į pramonės priešakį, demonstruodamas savo neginčijamą „medžiagos kertinio akmens“ vertę dviejose strateginėse srityse: pažangių puslaidininkių ir platesnės sveikatos pramonės srityse.
Puslaidininkių sektoriuje proceso mazgams judant link 5 nm, 3 nm ir dar smulkesnės geometrijos, lustų gamyba kelia vis griežtesnius reikalavimus atraminių medžiagų grynumui, dalelių dydžiui, kristalografinei fazei ir terminiam stabilumui. Dėl itin didelio cheminio inertiškumo, puikios elektrinės izoliacijos, gero šiluminio plėtimosi atitikimo ir atsparumo dilimui bei korozijai didelio grynumo itin smulkus aliuminio oksidas tapo svarbiu komponentu integrinių grandynų substratuose, pagrindinėse ėsdinimo įrangos keraminėse dalyse, didelio tankio rotaciniuose purškiamuosiuose taikiniuose fiziniam garų nusodinimui (PVD), safyro formos pakavimui ir dideliems užpildams. Ypač plazminio ėsdinimo ir cheminio mechaninio planarizacijos (CMP) aplinkoje aliuminio oksido pagrindu pagaminti komponentai yra tiesiogiai veikiami labai korozinių dujų ir didelio greičio dalelių bombardavimo. Priemaišų lygiai -ypač kenksmingų elementų, tokių kaip Na, K, Fe ir Cu-, turi būti kontroliuojami iki ppm ar net ppb lygio, o dalelių dydžiai turi būti tiksliai paskirstyti nuo nanometrų iki submikrometrų. Šie parametrai tiesiogiai lemia įrangos eksploatavimo laiką, išeigą ir proceso stabilumą. Šiuo metu aukščiausios klasės produktai šioje srityje vis dar labai priklausomi nuo kelių tiekėjų iš Japonijos ir Vokietijos; vidaus pakeitimo lygis išlieka žemas, todėl tai yra esminė kliūtis, ribojanti Kinijos puslaidininkių pramonės grandinės savarankiškumą.
Tuo pačiu metu sveikatos pramonėje didelio grynumo itin smulkus aliuminio oksidas pamažu pranoksta tradicinį inertiškos keramikos suvokimą, nes jame yra daug paviršinio aktyvumo vietų, gero citologinio suderinamumo, pH jautrumo ir netoksiškų skilimo produktų. Kaip vaistų tiekimo priemonė, ji leidžia efektyviai įkrauti ir kontroliuojamą baltymų, nukleino rūgščių ir mažų molekulių chemoterapinių medžiagų atpalaidavimą. Didelio stiprumo ortopedinėje ir dantų keramikoje nano-aliuminio oksido įdėjimas žymiai pagerina atsparumą lūžiams ir atsparumą dilimui. Atliekant biologinį jutimą, paviršiuje funkcionalizuotos aliuminio oksido nanoporinės membranos suteikia labai jautrų elektrocheminį atsaką į gliukozę, DNR biomarkerius ir net cirkuliuojančias naviko ląsteles. Tačiau itin smulkių aliuminio oksido žaliavų paruošimo procesus, reikalingus šioms pažangioms programoms, jau seniai monopolizavo užsienio įmonės, taikydamos patentines kliūtis ir technologines blokadas. Vidaus įmonės susiduria su įprastomis problemomis, tokiomis kaip platus dalelių dydžio pasiskirstymas, prastas partijų konsistencija ir riboti paviršiaus modifikavimo būdai, kurie labai trukdo „buitiniam pakeitimui“ pereiti nuo medžiagos lygio į prietaiso lygį.
Reaguodami į šią neatidėliotiną situaciją, atskaitos tašku imamės aliuminio pagrindu pagamintų žaliavų ir sistemingai integruojame tikslias miltelių apdorojimo technologijas su elektrocheminiais valdymo metodais, atlikdami nuodugnų tyrimą visoje didelio grynumo itin smulkaus aliuminio oksido „paruošimo – apibūdinimo – taikymo“ grandinėje. Kalbant apie grynumo kontrolę, sukūrėme kombinuotus procesus, kurie susieja cheminį valymą su kelių etapų fiziniu atskyrimu, kad efektyviai pašalintume nešvarumų pėdsakus iš aliuminio šaltinio, ir sukūrėme viso proceso pėdsakų analizės sistemą nuo žaliavų iki galutinių produktų. Morfologijos kontrolei, reguliuodami elektrolito sudėtį, srovės tankį, hidroterminės reakcijos parametrus ir fazinės transformacijos sąlygas, sistemingai pritaikėme dalelių dydį, specifinį paviršiaus plotą, porų dydžio pasiskirstymą ir atvirus kristalų briaunas, todėl gauname gaminių su sferinėmis, dribsnių, pluoštinėmis ir tuščiavidurėmis hierarchinėmis struktūromis. Kalbant apie funkcinį pritaikymą, paruošti aliuminio oksido milteliai buvo naudojami tankiam puslaidininkių ėsdinimo žiedų sukepimui, PVD taikinių mikrostruktūros optimizavimui ir biologinių ligandų sujungimui ant vaisto nešiklio paviršių. Preliminarūs rezultatai rodo didelius atsparumo plazmos erozijai, plonos plėvelės nusodinimo vienodumo ir vaistų išsiskyrimo kinetikos pranašumus. Mūsų ilgametė sukaupta patirtis leido suprasti, kad tik atidarę sinergetinę „žaliavų rafinavimo – miltelių inžinerijos – įrenginių patikros“ grandinę ir derindami elektrocheminį in situ apibūdinimą su skaičiavimo modeliavimu, galime iš esmės įveikti užsienio technologines kliūtis. Tik tada galime pasiūlyti patikimus didelio grynumo aliuminio oksido sprendimus, skirtus puslaidininkinės įrangos ir biomedicininių medžiagų savarankiškumui, ir padėti strategiškai besivystančioms Kinijos pramonės šakoms žengti lemiamą žingsnį „nuo produkto įsigijimo iki geresnio“.