微(wēi)信公衆号“浙江大(dà)學”6月(yuè)£₽ 25日(rì)消息，破鏡重圓是(shì)家(jiā)喻₽'戶曉的(de)一(yī)個(gè)成語故事(↑∑φshì)，講的(de)是(shì)南(nán)朝陳将要(yà ♠o)滅亡時(shí)，驸馬徐德言把一(yī)個(gè)銅£¥鏡破開(kāi)，與妻子(zǐ)樂(yuè)昌×™☆♦公主各持一(yī)半，作(zuò)為(wèi)信物(wù)Ωπ™，後來(lái)果然由半邊鏡子(zǐ)作(zuò)為(wèi)線索而 ₹∑≈得(de)以夫妻團聚。
故事(shì)的(de)結局固然完美(měi&€•λ)，可(kě)是(shì)，破鏡真的(de)能(né¶$↑§ng)嚴絲合縫地(dì)“重圓”嗎(ma)？φ& 也(yě)許從(cóng)宏觀上(shàng)看(kàn)兩塊半邊®× ♣鏡子(zǐ)是(shì)合二為(wèi)一(yī)了(le)，但π≈(dàn)其實內(nèi)部還(hái)是(shì)有(yǒu)很(hěn¥♠)多(duō)裂紋和(hé)空(kōng)隙，重圓的(de)鏡子(✔♠∞zǐ)很(hěn)容易再破掉。
圖源：微(wēi)信公衆号“浙江大(dà)學”，繪圖：高(gāo)裕華
浙江大(dà)學化(huà)學系唐睿康教授與劉昭明(míngπ σ)研究員(yuán)合作(zuò)最新研究發現β↕∏✔(xiàn)，可(kě)以通(tōng)過調控無定形碳酸鈣顆粒內(nèα←₩™i)部的(de)結構水(shuǐ)含量和(hé)外(wài)部壓力來(lá₩"₹i)實現(xiàn)無定形碳酸鈣顆粒的(de)融合，這(zπ£♥↕hè)種利用(yòng)材料自(zì)身(shē↔¥n)結構特性促進傳質的(de)策略克服了(l$e)傳統燒結的(de)不(bù)足，為(wèi)制(zhλ∞®☆ì)備無機(jī)塊體(tǐ)材料提供了(le)新的(de)方法，尤其是(sh£ ì)提供了(le)重要(yào)的(de)δ'制(zhì)備策略。按照(zhào)這(zhè)個(gè)方法，破λ§₹$鏡就(jiù)真能(néng)表裡(lǐ)如(rú)一(yīλΩ)地(dì)“重圓”了(le)。
北(běi)京時(shí)間(jiān)6月(yuè)2∑™↓∑5日(rì)，這(zhè)項成果被國(guó)際頂Ω×級期刊《科(kē)學》刊登。論文(wén)≤£第一(yī)作(zuò)者是(shì)浙江大(dà)學化(×™✘huà)學系博士生(shēng)慕昭和(hé)孔康任，通(tōn∞→βg)訊作(zuò)者是(shì)浙江大(dà)學化(huà)☆♦學系劉昭明(míng)研究員(yuán)和(hé)唐睿康教授。研究工(&♠≤gōng)作(zuò)獲得(de)華東(dōng)師(shī)大(₩™α↔dà)姜凱副研究員(yuán)、北(běi)京高(gāo)壓科(kē)✘→→€學中心董洪亮(liàng)博士和(hé)浙大(dà&σ"∑)求是(shì)高(gāo)等研究院徐旭榮教授的(de)支持。
碳酸鈣是(shì)地(dì)球上(shàng)常見(jiàn)的(de)物(w♣₩♣ù)質之一(yī)，廣泛存在于霰石、方解石、白(bái∞£)垩、石灰岩、大(dà)理(lǐ)石、石灰">華等岩石內(nèi)，它還(hái)是(shì)動物(wù)骨骼或→₩©€外(wài)殼的(de)主要(yào)成分(fēn)。與此同時(shí®↓→)，作(zuò)為(wèi)一(yī)種無機(jī)化(huà)合物(wù)₹§★，它也(yě)是(shì)工(gōng)業(yσ¥♥™è)上(shàng)的(de)常用(yòng)材料。
如(rú)果用(yòng)現(xiàn)有(yǒu)的(de)γ∏™人(rén)工(gōng)方法來(lái)制(zhì)造ε∞∏↔碳酸鈣，往往隻能(néng)得(de)到(dào)→γ微(wēi)米大(dà)小(xiǎo)的(de)白(bái)色粉末。 Ωγ¥但(dàn)在實際的(de)生(shēng)産生(shēn&φ₽÷g)活中，我們需要(yào)的(de)一(yī)般都(dōu)是(shì)“ α↕大(dà)塊頭”材料。如(rú)何把粉末狀材料“變成”塊體(tǐ)材料，是Ω↑∏•(shì)提升無機(jī)材料性能(néng)的(dεφ₹₩e)一(yī)道(dào)坎。
“彈性大(dà)、可(kě)塑性強的(de)有(yǒu)機(jī)材料相(xi±♥<àng)對(duì)容易形變，像碳酸鈣這(z₹£hè)樣的(de)無機(jī)化(huà)βγα合物(wù)又(yòu)硬又(yòu)脆，要(yào)做(zuò)成塊體(t£$✘♦ǐ)材料難度就(jiù)大(dà)多(duō)了(le)䩧。”唐睿康介紹說(shuō)，因此在很(hěn)多(duō)無機§♥≈©(jī)物(wù)的(de)修補中，例如(rú)文(wén)物✔≥(wù)保護、牙齒修複領域，普遍用(yòng)× ∏的(de)還(hái)是(shì)有(yǒu)機(jī)物(w≥ε¶ù)修補材料。可(kě)是(shì)，畢竟不(bù)是(shì)“同根生(→δσshēng)”的(de)，即使補上(shàng)去(qù)≤β的(de)有(yǒu)機(jī)材料從(cóng)外(wài≥€φ)表上(shàng)看(kàn)和(hé)原有(yǒu♦₽)的(de)無機(jī)化(huà)合物(wù)一(yī)模一(yī)樣，☆±✔•但(dàn)由于內(nèi)在相(xiàng)融性不(bù)好(hǎo☆®)，還(hái)是(shì)會(huì)出現(xiàn)π♦♠裂縫、易損等現(xiàn)象，從(cóng)性能₹¶(néng)上(shàng)來(lái)>∑說(shuō)，無機(jī)材料比有(yǒu)機(j→•←σī)材料更接近(jìn)理(lǐ)想狀态。
如(rú)何做(zuò)到(dào)“形似又(yòu)神似”？↔ε根本的(de)途徑還(hái)是(shì)要(y∞±♥ào)用(yòng)無機(jī)材料來(lái)修補無♠ 機(jī)物(wù)。這(zhè)裡(lǐ)要(yào)解決的≥₩∞•(de)一(yī)個(gè)關鍵問(wèn)題就(jiù)是(shì)無機( σ♣jī)塊體(tǐ)材料的(de)制(zhì)備。
以往，無機(jī)塊體(tǐ)材料通(tōng)常是(shì)由無機(jī ¶)顆粒通(tōng)過燒結而制(zhì)備得(de)♠✔到(dào)的(de)，比如(rú)陶瓷就(jiù)是(shì)在1000 ↕攝氏度左右的(de)高(gāo)溫下(xià)燒制(zhì)而來(láiΩ₽λ)的(de)。然而表面上(shàng)看(kàn)是(shσì)“手拉手”黏連在一(yī)起了(le)，但(dàn)其實并沒有(y©λǒu)完全融合，顆粒之間(jiān)仍然有×♣π(yǒu)空(kōng)隙，內(nèi)在結構仍然是(shì)“你(nǐ£∑& )是(shì)你(nǐ)，我是(shì)我”，最終影(yǐng)響了(l ↓e)材料的(de)機(jī)械性能(néng)。而↔←$且，很(hěn)多(duō)對(duì)溫度敏感的(de)生(sh≥" ÷ēng)物(wù)礦物(wù)和(hé)生(shēn"∞λ♠g)物(wù)材料還(hái)不(bù)能↓≠(néng)用(yòng)高(gāo)溫燒結的(de)方法來(lái)制(z₩hì)備。
突破口在哪裡(lǐ)？科(kē)學家(jiā)試圖↑←↔從(cóng)大(dà)自(zì)然中尋找答(dá≥★')案。既然越來(lái)越多(duō)的(de)研究發現(xiàn©€®₹)生(shēng)物(wù)體(tǐ)可(kě)以通(tōng)過無定≈♠形前驅體(tǐ)顆粒融合而生(shēngγ)産具有(yǒu)連續結構的(de)礦物(wù)骨骼，那(nà)♦π≠∏麽是(shì)否可(kě)以通(tōng)過這(z£×✔±hè)種方式來(lái)仿生(shēng)地(dì)解決傳統方'±≥↓法中粉末變塊體(tǐ)的(de)難題，實現(xiàn)溫和(hé)環₹境下(xià)無機(jī)塊體(tǐ)材料的(de)制(zhì)備呢(ne)©§γ？
此前唐睿康團隊的(de)一(yī)項成果――“無機(jī) ×離(lí)子(zǐ)聚合”，可(kě)以實現(xià>×βn)實驗室裡(lǐ)厘米尺寸的(de)碳酸鈣晶體(tǐ)£Ωβ材料的(de)快(kuài)速制(zhì)備，并且這(zhè)些(xiē)♣¶碳酸鈣的(de)制(zhì)備過程有(yǒu)很(hěn)強≤ε£的(de)可(kě)塑性，可(kě)以像做(zuò)塑料一× (yī)樣按照(zhào)模具形狀長(cα¥φháng)成各式模樣，這(zhè)項研究于2019年(niᥠ±n)10月(yuè)發表在國(guó)際頂δλ♥π級雜(zá)志(zhì)《自(zì)然》（《Na☆±ture》）上(shàng)。
