利用古老工艺 LMD 在更温和的热条件（1,600 °F）下，制备出了具有独特多孔结构的碳化硅晶体。
一支日本研究团队在约 1,472 °F（800 °C）下获得了碳化硅（SiC）晶体，温度仅为商业化生产起始温度的一半。
在工业装置中，最纯净的 SiC 通常在高达 4,500 °F（约 2,482 °C）的温度下获得。但在如此高的加工温度下，要在纳米尺度上形成并控制其多孔结构并非易事。
日本东北大学金属材料研究所（IMR）的科学家绕开了这一难题。
低温 LMD 形成 SiC 晶体
他们利用液态金属脱合金（LMD）这一古老工艺，在更温和的热条件（1,472 °F）下，制备出了具有独特多孔结构的 SiC 纳米材料晶体。
在 LMD 中，固体前驱体被浸入多种熔融金属中，以选择性去除某一特定元素。
"LMD 此前主要应用于金属、金属间化合物和半金属，而我们的研究将其适用范围扩展到了强共价键结合的陶瓷，"东北大学金属材料研究所教授加藤秀实（Hidemi Kato）表示。
研究人员将熔融的铋作为液态金属浴，把层状固体前驱体 Mn₅SiC 浸入其中。他们发现，锰熔解并与熔融金属混合，而固体 SiC 前驱体则重新排列，形成了结晶态 β-SiC。
三维纳米片
新形成的结构由在三维空间中相互连接的纳米级薄片组成。
该研究成果近期发表在《Scripta Materialia》上，其中显示，第一性原理能量计算证实了这一创新技术所获骨架结构的稳定性。
科学家提出，前驱体的层状晶体结构可能影响了纳米片结构的形成。不过他们提醒，尚需进一步研究才能确定前驱体结构在纳米片的生长与晶体取向中所起的作用。
Kato 在一份声明中对改进后的 LMD 方法表达了期待："我们认为，这一途径可为设计纳米多孔陶瓷提供一条令人兴奋的新策略。"
据去年发布的一份报告，日本研究人员所采用的方法很可能使美国的碳化硅产业受益——该产业 2025 年产值达 18 亿美元，预计 2026 年将增至 19.3 亿美元。
它很像一辆重型电动卡车，能承受高得多的电压、温度和功率，而能量损耗却更少，是为现代电子设备提供动力的最关键半导体材料之一。
从为 AI 数据中心供电，到提升电动汽车电池效率，碳化硅都是一种被广泛采用的材料。
在早前的一项研究中，科学家在探索大幅改进碳化硅功率器件设计的方法上取得了重大进展，这类器件计划用于电动汽车、列车以及许多其他交通工具。
随着碳化硅的应用不断扩展——涵盖机器人、国防、电动汽车、太阳能电站、可再生能源和电池储能系统——专家估计其市场将以约 7.1% 的复合年增长率（CAGR）增长，并在未来十年内达到 383 亿美元。
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