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美丽的“意外”
1968 年著名理论家Baughman通过计算认为石墨炔结构可以稳定存在,国际上的著名功能分子和高分子研究组都开始了相关的研究,但是并没有获得成功。
渐渐地,人们开始怀疑石墨炔是否能被人工合成。
直到2010年,中科院化学所李玉良研究员等提出了在铜片表面上通过化学方法原位合成石墨炔并首次成功地获得了大面积(3. 61cm2)碳的新的同素异形体-石墨炔(graphdiyne) 薄膜。在这一过程中铜箔不仅作为交叉偶联反应的催化剂、生长基底,而且为石墨炔薄膜的生长所需的定向聚合提供了大的平面基底。
通过访问李玉良研究员,我们了解到,石墨炔这一巨大的“意外”,其实是该课题组多年的经验积累。
李玉良课题组从源头的分子设计开始进行研究,渐渐地试着合成一些分子的片段。但是仅仅是量变是不够的,直到有一天意外灵感的迸发——在阅读文献的过程中,李玉良研究员突然联想到了一种化学的方法有可能使石墨炔大面积成膜。于是,他们立即着手去做,质变发生了,世界震惊了!
“超级材料”的“超能力”
早在1968年,前苏联物理学家就提出了“菲斯拉格理论”并预测了具有奇特性能的虚构材料,它们具有天然材料所不具备的超常物理性质,这种人工复合结构或者复合材料就是“超级材料”。而超级材料的超能力则来源于科学家们新颖的设计思想。超级材料的设计思想昭示着人们可以在不违背基本的物理学规律的前提下,人工获得与自然界中的物质具有迥然不同的超常物理性质的“新物质”,把功能材料的设计和开发带入一个崭新的天地。
正是由于超级材料与众不同的超能力,使得新材料领域又掀起了一阵技术狂潮,各国都积极加入“超级材料”的研发行列。关于“超能力”的争夺战愈演愈烈,究竟谁的超能力更加夺人眼球?那些听起来遥远得如科幻电影般的桥段能否真的走出实验室走进人们的生活?正是由于对未来世界充满着期望与不确定,超级材料的争夺战也势必将是一个未知数。
超级材料示意图
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