发布日期:2025-12-25 16:16 点击次数:110
科学家指出:“表面与实践不匹配不是失败,而是机遇。”

别再以为迤逦即是失败。或然,科学上的“不测发现”恰正是鼓舞跨越的要津。一项对于碳拿获材料的新商议带来了潜入启示:打算机揣度与实践室散伙之间的不测偏差,反而催生了一项可能重塑风光变化支吾样式的遏止性发现。
一切始于一个科学谜题。以打算建模知名的芝加哥大学劳拉·加利亚尔迪教化团队通过模拟揣度了一种散伙,而加州大学伯克利分校诺贝尔奖得主奥马尔·亚吉教化的实践团队却获取了不同论断。在尝试径直从空气中拿获二氧化碳时,名为“共价有机框架”(COF)的材料并未进展出预期性能。
该商议第一作家希拉勒·达拉尔在12月22日的新闻稿中暗示:“模拟与实践之间的不匹配并非失败,而是机遇。”
水分子之谜
在二氧化碳排放抓续加多的配景下,碳拿获材料已成为从大气中烧毁过量温室气体的要津本事。网状框架材料是一种带有渺小孔洞的类海绵晶体,这些孔洞能像陷坑般拿获大气中的二氧化碳。
由于这类材料具有可定制的大比名义积,商议东说念主员正将其用作拿获和储存二氧化碳、甲烷等温室气体的“分子海绵”。在这项使命中,团队模拟了一种前程庞大的碳拿获材料(COF-999-NH2),但模拟散伙与物理实践数据经久不符。
商议团队莫得坑诰这个纰缪,而是深入探究并发现了荫藏的残留水分子。即使实践东说念主员以为COF材料已足够干燥,其微孔中仍残留着微量水。这些残留水会主动占据预设的碳拿获位点,导致材料遵循镌汰。
加利亚尔迪解说说:“在实践与表面的反复印证中,咱们脱手推测合成材料中存在残留水分子——由于实践东说念主员以为材料已足够脱水,咱们率先并未在模子中纳入这个成分。”
COF材料的疏水性处罚决策
这一发现催生了一条小巧且可实施的遐想原则:在COF变成历程中戒指孔隙疏水性。商议团队通过让孔洞具备防水特色,确保材料能阐明最好性能。达拉尔指出:“这能注目吸附位点袭击和不良副响应,从而结束更高效的碳拿获。”
商议还标明,结构不王法性(如盘曲和晶格减轻)是材料固有特征而非制造残障。这些发现突显了打算建模的要津作用——当实践与表面开动不匹配时,打算模子能匡助科学家模拟越过东说念主类“化学直观”的状态,揭示荫藏的物理真相。
仅靠可再纯真力并不及以支吾风光变化,环球人人强调必须同期部署主动拿获系统以结束风光筹划。通过摒除水分子对拿获历程的打扰,科学家能创造出更高效、更抓久的材料来支吾空气欺侮平和象变化。
这项商议最终可能催生新一代材料结构,将“净化天外欺侮物”的伏击筹划调度为切实可行、可范畴化实行的处罚决策。
计议商议效果已于12月21日发表在《好意思国化学会志》上。
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