武汉科研团队从水稻中提取出半导体材料

10月9日，长江云新闻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，从稻秆、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。

水稻含有稻秆、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。

学校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。

团队在农村调研 学校供图

如何低温便捷地从稻秆、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。

团队在制备产品 学校供图

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，将稻秆、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。

团队负责人韦奕麒和碳化硅产品 学校供图

据介绍，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，三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。

武科大耐火材料与冶金国家重点实验室执行主任顾华志教授表示：“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！”

（长江云新闻记者 吴宝洪 通讯员 邹逸凡 程毓 ）