作為耿宇昊的本科班主任和博士生導(dǎo)師，我很高興能在正文開始之前向各位讀者介紹這位優(yōu)秀的學(xué)者和她的學(xué)術(shù)著作。耿宇昊于2013年考入清華大學(xué)化學(xué)工程系，2015年正式加入我的課題組開展學(xué)術(shù)研究，2022年取得博士學(xué)位。從在微流控設(shè)備內(nèi)制備簡單的液滴到自主設(shè)計(jì)微反應(yīng)系統(tǒng)合成性能優(yōu)異的納米材料，耿宇昊也從一位熱忱懵懂的大學(xué)生成長為一位掌握著堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和化工專業(yè)知識，具備獨(dú)立開展科研工作能力的博士。
這篇博士論文，《微反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)無機(jī)鹵化鈣鈦礦納米晶的制備研究》，以無機(jī)鈣鈦礦納米晶為研究對象，以微反應(yīng)系統(tǒng)為研究平臺，發(fā)展了用于探究納米晶生長機(jī)理、優(yōu)化納米晶穩(wěn)定性能和實(shí)現(xiàn)納米晶規(guī)�；�制備的微反應(yīng)技術(shù)。鈣鈦礦納米晶體是一類尺寸在納米尺度，表現(xiàn)出量子限域效應(yīng)的半導(dǎo)體材料。由于其具有優(yōu)異的光致發(fā)光與光電轉(zhuǎn)換特性，在發(fā)光器件、太陽能電池、光電器件等領(lǐng)域備受關(guān)注，具有很好的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用潛力。自20世紀(jì)90年代以來，微流控和微反應(yīng)器技術(shù)被越來越多地應(yīng)用到生物醫(yī)藥檢測、精細(xì)化學(xué)品合成與先進(jìn)材料制備等領(lǐng)域，具有傳統(tǒng)釜式反應(yīng)器無法比擬的優(yōu)勢。此前，本課題組長期從事微化工過程與多相微流控技術(shù)研究，致力于多相微分散體系的傳遞與反應(yīng)過程基礎(chǔ)及其應(yīng)用研究，對多種類型的反應(yīng)過程，如磺化、霍夫曼重排、環(huán)氧化、硝化等，在反應(yīng)機(jī)理及反應(yīng)特點(diǎn)等方面具有深入的理解和豐富的研究經(jīng)驗(yàn)。先進(jìn)技術(shù)與創(chuàng)新材料的結(jié)合，勢必會帶來引人矚目的研究成果。
本論文的創(chuàng)新性成果主要體現(xiàn)在三個方面。在工藝創(chuàng)新方面，基于液滴流微反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了無鉛鈣鈦礦納米晶的規(guī)模化制備。該微反應(yīng)器平臺對于高溫?zé)嶙⑷敕ê团潴w輔助再沉淀法均具有兼容性，并從鉛基鹵化鈣鈦礦的制備推廣到無鉛鹵化鈣鈦礦的制備。該微反應(yīng)器可實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)率、多種鹵素組成鈣鈦礦納米晶的連續(xù)制備，為鈣鈦礦納米晶的規(guī)�；�制備提供了新方法。在性能優(yōu)化方面，基于配體工程制備得到了本征穩(wěn)定與環(huán)境穩(wěn)定的鈣鈦礦納米晶。針對最不穩(wěn)定的銫鉛碘鈣鈦礦納米晶，使用雙堿性配體協(xié)同的方式提升其穩(wěn)定性。兼具高穩(wěn)定性與優(yōu)異光學(xué)性能的鉛鹵鈣鈦礦納米晶被用于制備廣色域的光致發(fā)光LED燈泡，為新一代QLED顯示器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在裝置開發(fā)與機(jī)理探究方面，基于具有在線熒光檢測功能的微反應(yīng)系統(tǒng)探究納米晶的生長規(guī)律，自主設(shè)計(jì)并搭建了具有原位檢測功能與遠(yuǎn)程控制功能的微反應(yīng)系統(tǒng)，可以檢測到鈣鈦礦納米晶秒級生長階段的熒光光譜，并對納米晶的快速生長規(guī)律給出解釋。對揭示低對稱性晶型的鈣鈦礦納米晶生長機(jī)理、發(fā)展微反應(yīng)系統(tǒng)的自動化與智能化做出了有效探索。
誠然，本論文中的研究工作并不止步于此，優(yōu)秀的課題為團(tuán)隊(duì)中的其他研究生留下了進(jìn)一步的探索空間。這個過程正體現(xiàn)了學(xué)術(shù)研究和團(tuán)隊(duì)工作的魅力在代際的積累中不斷拓寬認(rèn)知的邊界與應(yīng)用的領(lǐng)域。最后，希望讀者在翻閱此書的過程中也能有所收獲，并享受充滿未知與挑戰(zhàn)的學(xué)術(shù)之旅。

徐建鴻
2023年于清華園