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浙大研發出制備強可塑性碳酸鈣新方法
2019-10-18 18:28:18 來源: 新華網
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  新華社杭州10月18日電(記者鄭夢雨、朱涵)浙江大學化學係唐睿康教授團隊研發出一種制備強可塑性碳酸鈣的方法,碳酸鈣可以像塑料一樣按照模具的形狀塑形。經該方法做出的材料具備結構連續、完全致密的特點,在工業和生物修復、3D打印等領域具有廣泛的應用前景。

  據了解,該項研究于10月17日刊登于《自然》雜志。

  碳酸鈣俗稱石灰石,存在于多種岩石內,是重要的建築材料,也是動物骨骼、外殼的主要成分。高品質的碳酸鈣單晶是制造天文用的太陽黑子儀、微距儀的重要材料。但此前實驗室、工業領域人工制備碳酸鈣時,往往只能得到微米大小的白色粉末,很難形成大塊材料。

  唐睿康介紹,浙大團隊突破性地提出了“無機離子寡聚體及其聚合反應”這一概念,將有機聚合方法運用于傳統無機材料的制備上,可以制造出各種形狀的大塊碳酸鈣整體材料甚至是單晶,以類似塑料的方式進行聚合生長。

  “傳統的材料制備就像做雕塑,需要先有一塊大石頭,工匠一點點切割塑形。”唐睿康解釋,“而通過這項技術,現在就好像擁有了模子,只需要將材料澆鑄,等待成型。”

  研究人員介紹,通過新方式制造的碳酸鈣硬度和力學性能可以更加接近材料的理想狀態。同時,這種材料還具備流動性,能做出膠狀物,這意味著碳酸鈣這類具較高硬度和脆性的無機礦物,也能根據不同設計呈現出多樣性狀,克服了傳統無機材料可加工性差的缺點。

  在實驗中,研究團隊成功地用可塑性碳酸鈣對方解石損傷進行了修復。方解石是一種制作光學棱鏡的材料,這種晶體的表面容易損傷,一個小小的凹坑都會影響觀測精度,但由于修復難度大,一旦刮擦就意味著報廢。研究人員在實驗中將碳酸鈣寡聚體涂抹在受損的方解石晶體上,得到了與原有單晶完全一致的結構。

  “這意味著很多礦物材料的結構修復可以類似的方式得以實現。”唐睿康説, 同樣,在3D打印領域,從前只能“打印”有機物,而通過離子寡聚體的原理,無機物也可以被“打印”,比如不久的將來,石頭也可能真正實現3D打印。

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【糾錯】 責任編輯: 周楚卿
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