为了确保项目顺利推进,团队采用双责任制,每个分系统由一位有经验的师父担任主任设计师,负责技术和质量的把关,再由年轻的徒弟主导方案设计和项目推进。
不到一年时间,频谱仪就做出来了,验收完全满足要求。工人师傅们精心加工,不断攻克技术难关,各分厂相继成立三结合攻关小组,日夜奋战在机床边、台钳上、盐浴炉旁。
还有一次,气象条件很好,试验也很顺利,大家心情都不错,没想到飞机返航时忽然起落架被卡住了放不下来。小学老师来家访,力劝贲家支持孩子继续读书,并马上通过学校与九台一中联系,减免了贲德的学杂费。(作者单位:南京农业大学) 1988年夏天,机载脉冲多普勒火控雷达在安-24飞机上进行安装调试。中国需要研制出自己的机载脉冲多普勒火控雷达,当时40岁出头的贲德接到了这项任务。有压力也有责任,贲德和团队成员都憋着一口气,他们先下功夫搞清脉冲多普勒的原理,开出上百个课题,提出了适合中国国情的研制途径。
最后,由于飞机和目标双方都在高速运动中,捕捉目标的难度大,因此要求雷达具有很高的可靠性。团队成员长期加班加点,没有节假日也没有周末,冬天在零下20℃的天气里工作,每天上山走到风口,寒风像无数根钢针一样扎在脸上。科研人员迎来了绝佳的机会,他们终于能直接看清实验产物了。
如今,石墨炔已经在国际上产生了重要影响,而中国科学家也一直引领着该领域的发展。石墨炔作为负极储锂容量可高达2553 mA h g-1,储钠容量可高达2006 mA h g-1,是目前纯碳材料中最高的。石墨炔在高分辨率电镜下的成像。经过几个回合的讨论,物理学家们脑洞大开,竟然前瞻性地想到了这样的新奇结构。
碳原子有3种杂化方式,包括sp3、sp2和sp等。正是在科研人员的共同努力下,进入千禧年,我国科学家在富勒烯研究方面取得了长足进步。
李玉良说,相比辛苦,我更担心陷入一种苦恼,苦恼于短短几十年的科研生涯只能跟在人家后面做研究。作者:甘晓 李贺 来源: 中国科学报 发布时间:2024/3/28 8:29:03 选择字号:小 中 大 十年耕耘,做中国人自己的碳材料 李玉良(左二)指导学生开展科研。我们照着富勒烯的结构,用传统的化学方法合成到十几个碳原子时,由于表面张力太大,难以控制合成过程。他在脑海里无数次地画出碳原子排布的模型,推演化学反应如何能产生合适的化学键以形成这样的结构。
在学者们看来,通过对富勒烯的研究,我国的纳米科技和碳材料研究的整体水平得到了明显提高。26年前,曾经不甘只能跟在人家后面做研究的学术志向、宁愿坐冷板凳也要瞄准制高点的科研精神,让李玉良团队创制了石墨炔这一全新材料。随后,一代又一代化学研究者围绕键及其相关材料开展了深入研究。再加上反应产物结构复杂,分离难度相当大。
没办法证明自己是对的 刚开始产生制备全新碳材料的想法时,李玉良和研究团队有些迷茫,因为通过合成化学方法获得新结构的全碳材料在国际上并无先例。这标志着中国科学家在国际上首次成功通过合成化学方法获得了新的碳同素异形体,石墨炔这种自然界不存在的物质第一次真实地呈现在人类面前,为碳材料家族增添了新成员。
2004年8月,李玉良团队的实验终于迎来转机经过多次反复实验,他们首次获得了具有sp杂化的聚丁二炔纳米线阵列。他们没有急于出结果,而是不断在理论和实验中积累经验值。
这时,经过与物理学家的多次讨论,李玉良为他们的机智感到振奋不已。2004年,英国曼彻斯特大学的科研人员用透明胶带粘下一层层石墨层,获得一个碳原子厚度的石墨烯。与此同时,他们也体会到另辟蹊径对于原创研究的重要性。不久后,李玉良在课题组的组会上难掩内心的激动之情。在这种化学键中,原本束缚在某一个原子周围的电子可以在两个或多个原子之间自由奔跑。这样的组合让碳原子具有独特的空间结构,能够形成多种复杂的分子结构,包括一维的线、棒和管状结构,二维的平面和层状结构,三维的球状结构等。
1998年前后,随着国内科研条件不断改善,国家科研实力逐渐增强。一系列研究使常温常压下高选择性、高产率合成氨有可能变为现实。
都说做基础研究是坐冷板凳,是很辛苦的,但这是做科研必须面对的。在化学所,科研人员及时对这一领域进行了研究部署。
随后,基于这些基本认识,他们成功实现了石墨炔大面积、规模化制备,在10多年潜心研究的基础上提出了全新的炔烯互变非整数电荷转移二维孔洞空间原子有序取代自扩充载流子通道和新模式化学能转换等概念,拓宽了化学、材料、物理学等领域研究的发展空间。石墨炔是一种活的碳材料。
于是,李玉良回到实验室,找到几位同事和学生开始了长时间的讨论,接着很快投入了实验工作。随着玻璃瓶的轻轻晃动,里面的粉末发出轻微沙沙声。它成为人们已知的除了石墨和金刚石之外的碳的第三种同素异形体。实验室研制宏量合成石墨炔装置。
理论上说,他们梦想中的打开富勒烯的平面结构也具备同样优异的性质,包括丰富的碳化学键、优异的化学稳定性等。研究团队都坚信,只要心中有目标,就能想办法把这种新材料做出来。
在中国科学院院士朱道本的带领下,化学所科研团队在富勒烯的基础和应用基础方面开展了深入研究。常温下极高的电子迁移率,使石墨烯成为制造高速晶体管的希望所在。
这些原创性研究引领国际上众多科学家积极参与该领域研究,推动了碳材料科学的发展,并为碳材料研究带来了难得的机遇。目前,石墨炔已经在催化、能源、光电、生命科学、新模式物质转化与能量转换等领域获得系列原创性成果。
石墨、富勒烯、碳纳米管和石墨烯等碳材料则是由sp2杂化的碳形成,许多碳原子组成二维平面结构。长期在单一研究领域,会制约我们的创新能力。从1998年开始,在没有任何经验可以借鉴的情况下,李玉良带着七八个人的小团队,边干边探索。自20世纪初,美国化学家鲍林在提出共振、杂化概念时,就对这类键进行了阐述。
碳原子以一种前所未有的排列方式,展示在他们面前,学生们兴奋地将这个好消息告诉了李玉良。从那时起,他和团队就以做中国原创的碳材料为追求。
让李玉良感到欣慰的是,活的石墨炔已经成为一个活跃的研究领域,而研究团队也实现了为中国牌碳材料代言的目标。因此,一开始他就把目标锁定在合成具有新结构的碳材料上。
以后我们课题组再也不用跟着做别人的材料了,我们一定要倍加珍惜做好我们自己的碳材料。实验室里,富勒烯最新研究进展常常是科研人员参与度最高的话题。