近期，南京大学现代工程与应用科学学院朱嘉教授课题组与斯坦福大学展开国际合作，在硅的纳米提纯技术上取得重大进展。该成果以“Nanopurification of Silicon from 84% to 99.999% Purity with a Simple and Scalable Process”为题，于2015年10月20日在《美国科学院院刊》（Proc. Natl. Acad. Sci.）上在线发表（doi:10.1073/pnas.1513012112）。并被PNAS、IEEE Spectrum等作专文重点介绍。
作为信息和新能源时代的重要载体，硅已经成为了包括半导体，太阳能和传感器等许多产业的重要原材料。然而在不同的应用对硅的纯度有着不同的要求，例如太阳能级硅的纯度至少应达到99.999%，而电子级硅的纯度应至少为99.9999999%。如何低耗能低污染的得到这些超高纯度的硅已经成为了一个困扰学术界和工业界数十年之久的问题。
朱嘉教授近年来带领团队成员围绕这一问题开展了深入研究，创新性的将纳米技术引入到硅纯化工艺当中。利用纳米颗粒很高的表体比和极小的半径可以将大量的杂志都暴露在表面，只需要通过酸洗就可以将杂志去除。朱嘉教授团队以工业粗硅（硅铁，硅含量84%）为原材料，通过高能球磨制备、酸洗等简单步骤之后即可得到纯度高于99.999%的硅纳米颗粒。相比于传统的硅提纯工业，该技术避免了高温高压工艺，在减少耗能的同时极大的降低了污染。同时通过该技术得到的高纯度的纳米硅在能源存储与转换中有着优越的性能。该技术已经申请专利。
该论文的通讯作者是现代工程与应用科学学院朱嘉教授与斯坦福大学崔屹教授，第一作者是匡亚明学院理科强化班本科生宗麟奇，第一单位是南京大学，这项工作还得到鲁振达教授的指导与博士生朱斌鼎力合作。项目研究得到了国家重点基础研究项目，国家自然科学基金和江苏省优势学科资助。朱嘉教授课题组自成立以来，围绕着工业粗硅的再利用展开了一系列研究，结果此前陆续发表在主流期刊《纳米快报》 (Nano letters DOI：10.1021/acs.nanolett.5b01698)，受到业内的广泛关注。
纳米纯化过程示意图