最近，中國(guó)科學(xué)院強(qiáng)磁場(chǎng)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(duì)兄妹本想設(shè)計(jì)一種裝置，用于研究強(qiáng)磁場(chǎng)下納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)過(guò)程，但實(shí)驗(yàn)卻意外地走向了另一種“畫(huà)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(zhǎng)出來(lái)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(shí)我們的第一反應(yīng)是，強(qiáng)磁場(chǎng)導(dǎo)致了新材料的生成。”陸輕鈾告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，磁性納米復(fù)合材料就是因?yàn)槠浜铣赡軌蚴艿酱艌?chǎng)導(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(duì)比了不同磁場(chǎng)環(huán)境下反應(yīng)取得的產(chǎn)物，卻發(fā)現(xiàn)，即使磁場(chǎng)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(wèn)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�？蒲腥藛T不禁開(kāi)始懷疑，會(huì)不會(huì)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(zhǎng)徑比”對(duì)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(zhǎng)不出來(lái)。
這打破了人們已有的認(rèn)知。要知道，對(duì)于常用的固相反應(yīng)來(lái)說(shuō)，能改變反應(yīng)過(guò)程和產(chǎn)物生長(zhǎng)的可調(diào)參數(shù)并不多，通常只有溫度、時(shí)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(gè)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(zhǎng)結(jié)果。”陸輕鈾說(shuō)。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(huì)影響納米材料的生長(zhǎng)，陸輕鈾坦言他們還沒(méi)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(shí)間不同有關(guān)，但這還有待于進(jìn)一步的研究確認(rèn)。”
不過(guò)，如果一切順利的話，人們就可以僅僅通過(guò)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(duì)苦苦求索的材料家來(lái)說(shuō)，這可是一個(gè)相當(dāng)美好的未來(lái)。
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