破镜不能重圆?浙江大学让无机物自行生长,成果登上两大全球杂志

大家都知道有这样一句话破镜不能重圆,也就是说一旦被破坏之后很难修复,但我国最近的一项研究成果,可以实现破镜重圆,得到世界认可。

破镜不能重圆?浙江大学让无机物自行生长,成果登上两大全球杂志

浙大新研究,实现让无机物自行生长

最近浙江大学的相关研究团队,在唐睿康的带领下,通过特殊的方式,实现了材料之间的无缝衔接,此次研究中主要围绕的就是碳酸钙。

大家都知道碳酸钙,是一种比较常见的物质,可以在大理石等岩石中发现它的身影,被广泛应用在工业、造纸、医学等领域。

碳酸钙从微观角度出发,主要是有两种形态,分别是无定形和结晶,两种形态下碳酸钙的表现是不同的,在结晶状态下,简单来说其内部分子之间的关系是比较紧密的,但是如果分子之间的强作用力被破坏了的话,那么就会发展成为无定形状态,分子间就会呈现出松弛的情况。

此次浙江大学的相关研究成果,就是围绕这个背景进行展开的,主要是通过水调控的方法,施加外部的方式,实现无机物的自我生长。

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目前此研究成果的相关论文,已经被发表在《Science》世界杂志上,这也就相当于此项研究已经在在全世界得到专业认可,而为何会在全世界范围内得到广泛关注呢?

制造出块状碳酸钙难度极大

这主要是与碳酸钙本身的塑造难度有很大的关系,在之前一直是采用的传统方式来制程碳酸钙,在这种方式下,一般获取的只是粉末状,而如果要应用到实际生活中,则需要的是块状的碳酸钙,但由于它本身就比较硬,塑造性是比较差的,所以很难变成块状。

在这里补充说明一下上面提到的传统方式,其实就是高温烧结,而在这种方式下,高温只能实现部分融合,碳酸钙作为一种无机材料,还没有达到熔点就已经开始内部分解了

像大家平时比较常见的陶瓷,小伙伴们都知道它是在高温的情况下烧制出来的,虽然表面看上去是比较光滑,但是如果仔细观察,就会发现里面其实有很多的小孔,也就是说颗粒间并没有得到完美融合,传统方式下的碳酸钙也是这个道理。

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在海洋生物中寻找到灵感

此次浙江大学的研究成果正是很好地解决了传统方式中存在的问题,实现颗粒间的融合,此次研究的灵感主要还是从大自然中获得的。

许多海洋生物,像海胆、鲍鱼、珊瑚等,通过特殊的方式可以实现自行生长,那碳酸钙是否也能够达到这个效果呢?此想法突然在浙江大学团队人员的脑海中出现。

为此在前年的时候,唐睿康就开始带领团队,针对无机物的复原,进行相关的实验,在实验过程中通过添加三乙胺液体,将碳酸钙快速形成胶状,之后再加液体去掉,就可以得到百分百的块状碳酸钙,当时该项研究成果还顺利登上了《Nature》杂志上,受到世界的赞扬。

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此项研究成果的原理方式究竟是什么?

而这次的研究是如何具体展开的呢?其实简单来说就是在受到压力的情况下,其颗粒之间的界限会逐渐消失,继而完美的融合在一起。

之前我们提到过碳酸钙的可塑性是比较差的,因此传统方式采用的是高温将其变软,但存在很大的弊端,如今浙江大学的此项研究则不需要高温,操作非常简单,就可以将其融合。

这主要需要达到两个条件,其一就是材料必须是无机化合物,其二就是其内部必须含有水,它在这之中起到了绝对的发挥性作用,在高压的情况下,水会逐渐脱离原来的位置,在内部结构中会形成一条水通道,使其变得更加均匀,在水量合适的比例下,碳酸钙颗粒将会实现融合

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虽然此次论文中仅向我们展现了一个4㎜直径的原片,但是我们已经掌握了这方面的相关技术,可以在常温环境中,使无机材料实现自我构建能力,之后在团队的不断努力之下,可以制备出更大规模的块状碳酸钙。

结语

相信在不久的将来,随着技术的不断成熟,许多领域都可以借助这种方式,来实现真正的无机修复,像文物、牙齿、生物、医学等各个领域。

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页面更新:2024-03-09

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