最近，中國科學院強磁場科學中心研究員陸輕鈾課題組和南京大學教授陸輕銥課題組合作的一項研究出了點“岔子”。這對兄妹本想設計一種裝置，用于研究強磁場下納米結(jié)構(gòu)的生長過程，但實驗卻意外地走向了另一種“畫風”。
在這項研究中，科研人員設計了一種可直接插入到強超導磁體窄小低溫孔徑液氦中使用的超隔熱高溫反應系統(tǒng)，在一端封閉的小口徑瓷管中熱分解預先合成的片狀雙金屬前驅(qū)物，想要做出一些磁性納米復合材料，可最后他們卻發(fā)現(xiàn)，實驗長出來的樣品與常規(guī)的瓷舟反應器中獲得的產(chǎn)物并不相同。
“當時我們的第一反應是，強磁場導致了新材料的生成。”陸輕鈾告訴《中國科學報》記者，磁性納米復合材料就是因為其合成能夠受到磁場導向的作用而特別受到科學界關(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裝置。科研人員不禁開始懷疑，會不會是反應器的“胖瘦”影響了產(chǎn)物的生成？
陸輕鈾等人進一步設計了實驗，轉(zhuǎn)而研究反應器“長徑比”對化學反應的影響。
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知。要知道，對于常用的固相反應來說，能改變反應過程和產(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。
“我們認為，反應容器的幾何形狀也能夠作為一個獨立的參量，用于控制化學反應的進程和納米結(jié)構(gòu)的生長結(jié)果。”陸輕鈾說。最終，他們的這項“意外發(fā)現(xiàn)”在《復合物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。“我們初步認為，這一現(xiàn)象可能與納米材料的中間態(tài)產(chǎn)物在反應器中留存的時間不同有關(guān)，但這還有待于進一步的研究確認。”
不過，如果一切順利的話，人們就可以僅僅通過設計各種各樣形狀的反應器，就能夠“創(chuàng)造”出用傳統(tǒng)方法永遠得不到的納米新材料了。對苦苦求索的材料家來說，這可是一個相當美好的未來。
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