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第726章 材料学的实操经验 八(2 / 2)

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……

他想到了自然界中最常见、也最美丽的自发分形现象——冰晶。

水在结冰时,如果存在温度梯度,冰晶就会自发地长出树枝状的分叉,也就是俗称的冰花。

在材料学中,有一种工艺,叫“定向冷冻法”。

原理很简单:把导电纳米材料(比如银纳米线)均匀分散在水里形成悬浮液,然后从底部施加一个极低的温度。水从下往上结冰时,长出的树枝状冰晶,会把水里的银纳米线粗暴地排挤到冰晶之间的缝隙里。

等整块水冻得硬邦邦的,再把它放进真空冷冻干燥机,让冰直接升华成水蒸气抽走。

冰不见了,而那些被冰挤压在一起的银纳米线,就完美继承了冰晶的分形结构,形成了一块立体的、像海绵一样的导电网络!

最后,把这块极度脆弱的“银纳米海绵”浸泡在液态的柔性树脂(比如PDMS)里,抽真空让树脂填满孔隙,加热固化。

一张人造的柔性恒阻薄膜,就诞生了!

“就用这个方案!”

……

方向一定,接下来的一个半月,徐辰就在虚拟实验室里进行着材料学攻坚战。

“系统,调用液氮冷冻台!配置超声波细胞粉碎机!生成纯度99.9%、长径比1000的单晶银纳米线分散液!”

实验室内,仪器的指示灯闪烁着冰冷的蓝光。

徐辰穿着白大褂,熟练地操作着移液枪,将银黑色的悬浮液注入特制的聚四氟乙烯模具中。

模具的底部,紧贴着一块纯紫铜冷源。

“根据成分过冷理论,液固界面的形态取决于温度梯度(G)和晶体生长速率(v)的比值。”徐辰紧盯着控制面板,“G/v太大,界面平滑,长不出树枝;G/v太小,生长失控,维度会飙升到2.7以上。”

他小心翼翼地调节着冷冻台的功率输出。

“设定底部初始温度-196℃,建立15℃/mm的纵向温度梯度,冷却速率2℃/min……”

冷冻台发出低沉的嗡嗡声,液氮的白雾顺着紫铜板升腾而起。

徐辰目不转睛地盯着模具内部。

为了看清微观变化,他迅速在操作台上调出了一台“原位冷冻共聚焦激光显微镜”。

透过显微镜的高清全息屏幕,微观世界里那场奇妙的造物运动展露无遗。

冰晶从底部刺出,向上生长。伴随着极度细微的热力学扰动,剑身上生出侧枝,侧枝上再长出二次分枝。

那些细长的银纳米线,被生长的冰晶无情地推挤、堆叠,被迫在纳米尺度上搭接成一张复杂的立体网络。

……

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