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    直面分子内部结构

    在用扫描电子显微镜观察一种化学粉末样品的形貌。

      “现在显微镜的放大倍数是16000倍,可以看微米级样品分辨率还不算是最大的。”负责人介绍说。研究人员在做实验中是要得到某些反应物产物,可以用这些设备用直观的方法,观察这些产物的形貌,对这些产物有一个初步的了解。这些结果也十分有助于理解产物的形成机理。

      实验室的墙壁上挂着一些图片,有的是微孔材料的单晶扫描电镜照片,有的是介孔材料的透射电镜照片。分子工程学所研究的对象包括孔道尺寸在2纳米以下的微孔化合物和孔道尺寸在2—50纳米之间的介孔化合物。同传统的硅铝微孔分子筛材料相比,虽然介孔材料的水热稳定性不是很好,结构的分子不是很稳定,但是它的孔道很大,可以通过和容纳一些体积较大的分子,若在其间增加一些特定的活性点,可以用来吸附分离和交换离子以及催化一些大分子参与的反应。

      “松花江污染的治理方法,就是用活性炭来吸附污染物,这里利用的是活性炭的吸附性质。分子工程学的一部分功能就是面向这种应用的。”闫文付介绍说,在另外一个实验室,有一种仪器可以测定多孔材料的表面积的大小,由此来认识不同结构分子的吸附能力。

      记者还看到一个漂亮的单晶体图片,这个单晶体是由非常规则的分子结构原子搭建起来的“大楼”,这个结构很刚性很稳定,即使研磨成粉末,它的“大楼框架”分子结构依然丝毫未变。

      我们一路走来,到处秩序井然。在一个没有庞大复杂分析仪器设备、没有瓶瓶罐罐的屋子———结构设计实验室,学生们正在维护数据库,进行结构设计。两个实验人员给记者打开了一个设计好的微孔化合物分子结构的三维空间图。

      “具有特定孔道结构的微孔化合物骨架的分子结构设计已经比较成熟,你想要什么样的孔道结构,我们都可以很快设计出来。”闫文付说,可是结构和性能之间的关系还需要不断地总结,有一大批人正在根据设计成的结构做合成。

      这种思路在10多年前就已经由徐如人院士提出来了,从功能出发,设计出实现这种功能的结构,然后再去合成。如此,创造新物质的效率会大大提高。

      “科学就是如此,不断地总结,不断地创新。”闫文付颇有感慨,记者沉思良久,已然沉浸在实验室的氛围中不能自拔了。


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