《我的數學沒有猜想,只有定理!》第726章 材料學的實操經驗 八(2)

作者:見習人類觀察員·2小時前

……

他想到了自然界中最常見、也最美麗的自發分形現象——冰晶。

水在結冰時,如果存在溫度梯度,冰晶就會自發地長出樹枝狀的分叉,也就是俗稱的冰花。

在材料學中,有一種工藝,叫“定向冷凍法”。

原理很簡單:把導電奈米材料(比如銀奈米線)均勻分散在水裡形成懸浮液,然後從底部施加一個極低的溫度。水從下往上結冰時,長出的樹枝狀冰晶,會把水裡的銀奈米線粗暴地排擠到冰晶之間的縫隙裡。

等整塊水凍得硬邦邦的,再把它放進真空冷凍乾燥機,讓冰直接昇華成水蒸氣抽走。

冰不見了,而那些被冰擠壓在一起的銀奈米線,就完美繼承了冰晶的分形結構,形成了一塊立體的、像海綿一樣的導電網路!

最後,把這塊極度脆弱的“銀奈米海綿”浸泡在液態的柔性樹脂(比如PD)裡,抽真空讓樹脂填滿孔隙,加熱固化。

一張人造的柔性恆阻薄膜,就誕生了!

“就用這個方案!”

……

方向一定,接下來的一個半月,徐辰就在虛擬實驗室裡進行著材料學攻堅戰。

“系統,呼叫液氮冷凍臺!配置超聲波細胞粉碎機!生成純度99.9%、長徑比1000的單晶銀奈米線分散液!”

實驗室內,儀器的指示燈閃爍著冰冷的藍光。

徐辰穿著白大褂,熟練地操作著移液槍,將銀黑色的懸浮液注入特製的聚四氟乙烯模具中。

模具的底部,緊貼著一塊純紫銅冷源。

“根據成分過冷理論,液固介面的形態取決於溫度梯度(G)和晶體生長速率(v)的比值。”徐辰緊盯著控制面板,“G/v 太大,介面平滑,長不出樹枝;G/v 太小,生長失控,維度會飆升到2.7以上。”

他小心翼翼地調節著冷凍臺的功率輸出。

“設定底部初始溫度 -196℃,建立 15℃/ 的縱向溫度梯度,冷卻速率 2℃/n……”

冷凍臺發出低沉的嗡嗡聲,液氮的白霧順著紫銅板升騰而起。

徐辰目不轉睛地盯著模具內部。

為了看清微觀變化,他迅速在操作檯上調出了一臺“原位冷凍共聚焦雷射顯微鏡”。

透過顯微鏡的高畫質全息螢幕,微觀世界裡那場奇妙的造物運動展露無遺。

冰晶從底部刺出,向上生長。伴隨著極度細微的熱力學擾動,劍身上生出側枝,側枝上再長出二次分枝。

那些細長的銀奈米線,被生長的冰晶無情地推擠、堆疊,被迫在奈米尺度上搭接成一張複雜的立體網路。

……

猜你喜歡

同題材或同分類的其他作品。