最近，中國科學(xué)院強(qiáng)磁場科學(xué)中心研究員陸輕鈾課題組和南京大學(xué)教授陸輕銥課題組合作的一項(xiàng)研究出了點(diǎn)“岔子”。這對兄妹本想設(shè)計(jì)一種裝置，用于研究強(qiáng)磁場下納米結(jié)構(gòu)的生長過程，但實(shí)驗(yàn)卻意外地走向了另一種“畫風(fēng)”。
在這項(xiàng)研究中，科研人員設(shè)計(jì)了一種可直接插入到強(qiáng)超導(dǎo)磁體窄小低溫孔徑液氦中使用的超隔熱高溫反應(yīng)系統(tǒng)，在一端封閉的小口徑瓷管中熱分解預(yù)先合成的片狀雙金屬前驅(qū)物，想要做出一些磁性納米復(fù)合材料，可最后他們卻發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)長出來的樣品與常規(guī)的瓷舟反應(yīng)器中獲得的產(chǎn)物并不相同。
“當(dāng)時我們的第一反應(yīng)是，強(qiáng)磁場導(dǎo)致了新材料的生成。”陸輕鈾告訴《中國科學(xué)報》記者，磁性納米復(fù)合材料就是因?yàn)槠浜铣赡軌蚴艿酱艌鰧?dǎo)向的作用而特別受到科學(xué)界關(guān)注的。
沿著這一思路，科研人員隨即對比了不同磁場環(huán)境下反應(yīng)取得的產(chǎn)物，卻發(fā)現(xiàn)，即使磁場減到了0，依然產(chǎn)生出了新的納米材料。
到底是哪里出了問題？ 此次研究與以往研究最大的不同，就是使用了非常窄小的反應(yīng)裝置。科研人員不禁開始懷疑，會不會是反應(yīng)器的“胖瘦”影響了產(chǎn)物的生成？
陸輕鈾等人進(jìn)一步設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)而研究反應(yīng)器“長徑比”對化學(xué)反應(yīng)的影響。
結(jié)果叫人大跌眼鏡——科研人員在不同“胖瘦”的容器中，分別獲得了三種不同成分、不同形貌和不同組裝方式的納米結(jié)構(gòu)材料。而這些新材料，在傳統(tǒng)“體型”寬大的反應(yīng)器里，不論怎么變溫、變壓，都長不出來。
這打破了人們已有的認(rèn)知。要知道，對于常用的固相反應(yīng)來說，能改變反應(yīng)過程和產(chǎn)物生長的可調(diào)參數(shù)并不多，通常只有溫度、時間、通氣體等而已。
“我們認(rèn)為，反應(yīng)容器的幾何形狀也能夠作為一個獨(dú)立的參量，用于控制化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程和納米結(jié)構(gòu)的生長結(jié)果。”陸輕鈾說。最終，他們的這項(xiàng)“意外發(fā)現(xiàn)”在《復(fù)合物B部》（Composites Part B）雜志發(fā)表。
至于為什么容器的形狀會影響納米材料的生長，陸輕鈾坦言他們還沒有完全搞清楚。“我們初步認(rèn)為，這一現(xiàn)象可能與納米材料的中間態(tài)產(chǎn)物在反應(yīng)器中留存的時間不同有關(guān)，但這還有待于進(jìn)一步的研究確認(rèn)。”
不過，如果一切順利的話，人們就可以僅僅通過設(shè)計(jì)各種各樣形狀的反應(yīng)器，就能夠“創(chuàng)造”出用傳統(tǒng)方法永遠(yuǎn)得不到的納米新材料了。對苦苦求索的材料家來說，這可是一個相當(dāng)美好的未來。
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