第六十一章 實驗方案
更新時間:2020-06-20 作者:幸運的球球
學霸的科幻世界 第六十一章 實驗方案
“什么，你需要一個實驗室？” “對，爺爺，我有一個比較有意思的想法，是關于碳納米管材料方面的，但我只是江大旁聽生，最多只能進一些基礎實驗室跟隨本科生做一些最基本的實驗訓練，我自己設計的實驗根本做不了，我想找一個比較專業的實驗室驗證一下。” 龐紹安哭笑不得道：“小林，有想法是好事，但學習是一件持之以恒的事，你現在也就旁聽了兩個月，專業基礎和實驗基本技能都沒掌握好，這樣好高騖遠可不是好事。而且做實驗是要耗材的，現在科研經費審批嚴格，你連江大的學生都還不是，你讓爺爺怎么去找關系幫你安排實驗？” 龐學林道：“爺爺，我不需要你直接給我安排實驗室，我希望你能幫我介紹一個學者，最好是在碳納米材料領域有一定影響力的，我有辦法說服他！” 龐紹安微微一愣：“你自己說服對方？” 龐學林點頭道：“是的，爺爺，你放心吧，如果對方不認可我的想法的話，我也不會勉強！” 龐紹安猶豫了片刻，點頭道：“行，那爺爺就幫你找找看，至于能不能說服對方，那得看你自己的本事了！” “謝謝爺爺！” …… 龐紹安的動作很快，第二天，就給龐學林找到了一個合適的人選。 “小林，我今天給你介紹的是江大化學工程學院的杜嘉祥教授，杜教授研究領域為碳納米復合材料的制備與應用，在新型石墨烯材料的合成與結構調控、貴金屬納米材料的界面設計等領域有著很大的影響力，而且杜教授為人古板，學術聲譽極佳，你如果能得到他的認可，就算沒有爺爺的面子，他也會主動幫你，可如果你要是隨便糊弄他，那爺爺的面子也不管用了！” 龐學林笑道：“爺爺，放心吧，我肯定沒問題的。” 在龐紹安的帶領下，龐學林直接在杜嘉祥的實驗室里見到了對方。 杜嘉祥看起來五十來歲，禿頂，帶著厚厚的眼鏡，一副不茍言笑的樣子。 即使見到龐紹安，他也只是和龐紹安握了握手，表情淡然。 龐紹安道：“小杜，今天麻煩你了。” 杜嘉祥道：“龐教授，不客氣。” 隨后他將目光轉向龐學林，說道：“小龐同學，我聽你爺爺說你自己設計了一個實驗，想要用一下我的實驗室，能說說你的想法嗎？” 龐學林道：“我有辦法用比較低的成本制備出純度達到99%以上的單壁碳納米管。” 杜嘉祥愣了愣神，哂笑道：“小龐同學，你這是在開玩笑？” 這段時間，龐學林在材料學院那邊有了不小的名氣，小小年紀，天賦異凜，最重要的是學習極為刻苦，可以說是一棵極好的科研苗子，這也是杜嘉祥同意見一見龐學林的原因。 但他卻沒想到，這樣一個看起來腳踏實地，肯刻苦鉆研的苗子，開口就說起了大話。 龐紹安有些疑惑道：“小杜，小林的想法不靠譜嗎？” 杜嘉祥道：“龐教授，你知道純度99%以上的單壁碳納米管意味著什么嗎？現在行星發動機的建設已經進入尾聲階段，這些年一直受到壓制的其他學科的研究工作也開始受到聯合政府的重視。如果我們能做出這樣的碳納米管，聯合政府會不惜重金投入巨資將其產業化。去年中科院納米中心通過分子建筑技術制備出了純度99%以上的單壁碳納米管，聯合政府直接撥了一億信用點資助他們的研究。要知道分子建筑術根本不成熟，而且成本極高，在科技委員會去年提交的六十種高新材料扶持計劃中，高純度碳納米管和石墨烯分列第三和第五位。如果小龐能夠實現高純度碳納米管實驗室制備，我這個實驗室主任的頭銜直接讓給小龐都沒問題！” “小林，你真有把握？” 龐紹安有些不敢相信，畢竟按照杜嘉祥的說法，高純度單壁碳納米管是困擾了科學界幾十年的難題，而一個十五歲的毛頭小子卻聲稱能解決這個難題，怎么著都讓人有種魔幻的感覺。 可龐紹安又了解自己的孫子，龐學林絕不是那種信口開河的性子。 龐學林淡淡笑道：“杜教授，聽我說完，目前制備碳納米管的方法一般有兩種，一種是化學制備法，另一種就是您剛才所說的分子建筑法。化學制備法一般以烴類為原材料，金屬為催化劑，大部分是鈷類催化劑，少部分用鐵基催化劑，但多多少少都存在著問題，鈷類催化劑目前只能制備多壁碳納米管，實驗室純度可以達到95%，量產純度也就在80%左右，鐵基催化劑要更好一點，甚至能制備出單元結構達到厘米級的單壁碳納米管，但這種催化劑在高溫條件下容易變性失活，導致成本極高，而且也很難提升單壁碳納米管的純度。” 杜嘉祥微微一愣，他沒想到龐學林對碳納米管的研究現狀會了解得這么深，不過他還是不太相信龐學林能解決這個問題，他沉吟了片刻，說道：“話這么說是沒錯，正因為存在各種各樣的困難，所以高純度單壁碳納米管的制備工作才會這么難，你有具體實驗方案嗎？” 龐學林微笑道：“我想的辦法其實是很簡單，第一，目前的鐵基催化劑在高溫條件下容易變性，是因為負載鐵原子的載體容易變性，我們可以考慮制造一種不易變性的耐高溫催化劑，比如，用多壁碳納米管做載體的鐵基催化劑。第二，目前大多數制備碳納米管的方法都是使其在液相中與催化劑發生反應，這同樣會導致雜質偏多。因此，我們可以考慮使其在氣相中進行反應，比如采用氣流聚焦法，首先，我們制備出低純度的碳納米管懸濁液，然后根據丁達爾效應……” 聽龐學林將自己的實驗思路娓娓道來，杜嘉祥臉上的表情也漸漸發生了變化，從一開始的不以為然，到后來漸漸有了一絲興趣，再到最后變得凝重起來。 “小龐，這些都是你自己想的？” 杜嘉祥有些不可思議地看著龐學林道。 龐學林點頭道：“我在江大旁聽了兩個月，發現我們的材料專業基本上以金屬材料為主，要么就是與金屬相關的符合材料，反而是二三十年前比較流行的如石墨烯、碳納米管這些材料很少有人研究了。于是我就找來相關著作看了一下，發現這方面的研究很少，水平也不高，于是我就設計了這個實驗，我個人認為這樣做是可以有效提升碳納米管純度的……” 龐紹安在一邊完全聽傻了，他又怎么看不出來，龐學林提出的方案，已經引起了杜嘉祥的興趣。 “小杜，小林的實驗方案真的可行嗎？” 杜嘉祥有些欣賞，又有些不可思議地看著龐學林，說道：“從理論上來看，這個實驗方案確實可行，不過這里面也存在一個問題，這個實驗變量太多，碳納米管全濁液濃度，加熱蒸發溫度，氣流聚焦時的氣體流速，與催化劑反應的溫度控制等，需要完善的數學模型，就算這個實驗設計出來，至少要幾年上千次的實驗，才有可能出結果。” 龐學林笑道：“杜教授，我已經對這個實驗進行過相應的理論計算，有了一個初步的數學模型，只要我們根據實驗結果對這個數學模型進行完善，我相信很快就能出成果。只要您同意我使用實驗室，到時候發論文的話給我一個一作就行，通訊作者還是您。” 杜嘉祥微微一愣，擺擺手道：“小龐，你剛才已經說服了我，我這個實驗室就借你使用了，到時候需要多少耗材和人手，直接跟我說就行，至于論文，不管是理論模型還是實驗方案，都是你提出來的，我犯不上搞這些虛頭巴腦的東西，通訊作者不要也罷。來，小高，帶小龐同學參觀一下我們的實驗室。” 學霸的科幻世界 第六十一章 實驗方案
“什么，你需要一個實驗室？” “對，爺爺，我有一個比較有意思的想法，是關于碳納米管材料方面的，但我只是江大旁聽生，最多只能進一些基礎實驗室跟隨本科生做一些最基本的實驗訓練，我自己設計的實驗根本做不了，我想找一個比較專業的實驗室驗證一下。” 龐紹安哭笑不得道：“小林，有想法是好事，但學習是一件持之以恒的事，你現在也就旁聽了兩個月，專業基礎和實驗基本技能都沒掌握好，這樣好高騖遠可不是好事。而且做實驗是要耗材的，現在科研經費審批嚴格，你連江大的學生都還不是，你讓爺爺怎么去找關系幫你安排實驗？” 龐學林道：“爺爺，我不需要你直接給我安排實驗室，我希望你能幫我介紹一個學者，最好是在碳納米材料領域有一定影響力的，我有辦法說服他！” 龐紹安微微一愣：“你自己說服對方？” 龐學林點頭道：“是的，爺爺，你放心吧，如果對方不認可我的想法的話，我也不會勉強！” 龐紹安猶豫了片刻，點頭道：“行，那爺爺就幫你找找看，至于能不能說服對方，那得看你自己的本事了！” “謝謝爺爺！” …… 龐紹安的動作很快，第二天，就給龐學林找到了一個合適的人選。 “小林，我今天給你介紹的是江大化學工程學院的杜嘉祥教授，杜教授研究領域為碳納米復合材料的制備與應用，在新型石墨烯材料的合成與結構調控、貴金屬納米材料的界面設計等領域有著很大的影響力，而且杜教授為人古板，學術聲譽極佳，你如果能得到他的認可，就算沒有爺爺的面子，他也會主動幫你，可如果你要是隨便糊弄他，那爺爺的面子也不管用了！” 龐學林笑道：“爺爺，放心吧，我肯定沒問題的。” 在龐紹安的帶領下，龐學林直接在杜嘉祥的實驗室里見到了對方。 杜嘉祥看起來五十來歲，禿頂，帶著厚厚的眼鏡，一副不茍言笑的樣子。 即使見到龐紹安，他也只是和龐紹安握了握手，表情淡然。 龐紹安道：“小杜，今天麻煩你了。” 杜嘉祥道：“龐教授，不客氣。” 隨后他將目光轉向龐學林，說道：“小龐同學，我聽你爺爺說你自己設計了一個實驗，想要用一下我的實驗室，能說說你的想法嗎？” 龐學林道：“我有辦法用比較低的成本制備出純度達到99%以上的單壁碳納米管。” 杜嘉祥愣了愣神，哂笑道：“小龐同學，你這是在開玩笑？” 這段時間，龐學林在材料學院那邊有了不小的名氣，小小年紀，天賦異凜，最重要的是學習極為刻苦，可以說是一棵極好的科研苗子，這也是杜嘉祥同意見一見龐學林的原因。 但他卻沒想到，這樣一個看起來腳踏實地，肯刻苦鉆研的苗子，開口就說起了大話。 龐紹安有些疑惑道：“小杜，小林的想法不靠譜嗎？” 杜嘉祥道：“龐教授，你知道純度99%以上的單壁碳納米管意味著什么嗎？現在行星發動機的建設已經進入尾聲階段，這些年一直受到壓制的其他學科的研究工作也開始受到聯合政府的重視。如果我們能做出這樣的碳納米管，聯合政府會不惜重金投入巨資將其產業化。去年中科院納米中心通過分子建筑技術制備出了純度99%以上的單壁碳納米管，聯合政府直接撥了一億信用點資助他們的研究。要知道分子建筑術根本不成熟，而且成本極高，在科技委員會去年提交的六十種高新材料扶持計劃中，高純度碳納米管和石墨烯分列第三和第五位。如果小龐能夠實現高純度碳納米管實驗室制備，我這個實驗室主任的頭銜直接讓給小龐都沒問題！” “小林，你真有把握？” 龐紹安有些不敢相信，畢竟按照杜嘉祥的說法，高純度單壁碳納米管是困擾了科學界幾十年的難題，而一個十五歲的毛頭小子卻聲稱能解決這個難題，怎么著都讓人有種魔幻的感覺。 可龐紹安又了解自己的孫子，龐學林絕不是那種信口開河的性子。 龐學林淡淡笑道：“杜教授，聽我說完，目前制備碳納米管的方法一般有兩種，一種是化學制備法，另一種就是您剛才所說的分子建筑法。化學制備法一般以烴類為原材料，金屬為催化劑，大部分是鈷類催化劑，少部分用鐵基催化劑，但多多少少都存在著問題，鈷類催化劑目前只能制備多壁碳納米管，實驗室純度可以達到95%，量產純度也就在80%左右，鐵基催化劑要更好一點，甚至能制備出單元結構達到厘米級的單壁碳納米管，但這種催化劑在高溫條件下容易變性失活，導致成本極高，而且也很難提升單壁碳納米管的純度。” 杜嘉祥微微一愣，他沒想到龐學林對碳納米管的研究現狀會了解得這么深，不過他還是不太相信龐學林能解決這個問題，他沉吟了片刻，說道：“話這么說是沒錯，正因為存在各種各樣的困難，所以高純度單壁碳納米管的制備工作才會這么難，你有具體實驗方案嗎？” 龐學林微笑道：“我想的辦法其實是很簡單，第一，目前的鐵基催化劑在高溫條件下容易變性，是因為負載鐵原子的載體容易變性，我們可以考慮制造一種不易變性的耐高溫催化劑，比如，用多壁碳納米管做載體的鐵基催化劑。第二，目前大多數制備碳納米管的方法都是使其在液相中與催化劑發生反應，這同樣會導致雜質偏多。因此，我們可以考慮使其在氣相中進行反應，比如采用氣流聚焦法，首先，我們制備出低純度的碳納米管懸濁液，然后根據丁達爾效應……” 聽龐學林將自己的實驗思路娓娓道來，杜嘉祥臉上的表情也漸漸發生了變化，從一開始的不以為然，到后來漸漸有了一絲興趣，再到最后變得凝重起來。 “小龐，這些都是你自己想的？” 杜嘉祥有些不可思議地看著龐學林道。 龐學林點頭道：“我在江大旁聽了兩個月，發現我們的材料專業基本上以金屬材料為主，要么就是與金屬相關的符合材料，反而是二三十年前比較流行的如石墨烯、碳納米管這些材料很少有人研究了。于是我就找來相關著作看了一下，發現這方面的研究很少，水平也不高，于是我就設計了這個實驗，我個人認為這樣做是可以有效提升碳納米管純度的……” 龐紹安在一邊完全聽傻了，他又怎么看不出來，龐學林提出的方案，已經引起了杜嘉祥的興趣。 “小杜，小林的實驗方案真的可行嗎？” 杜嘉祥有些欣賞，又有些不可思議地看著龐學林，說道：“從理論上來看，這個實驗方案確實可行，不過這里面也存在一個問題，這個實驗變量太多，碳納米管全濁液濃度，加熱蒸發溫度，氣流聚焦時的氣體流速，與催化劑反應的溫度控制等，需要完善的數學模型，就算這個實驗設計出來，至少要幾年上千次的實驗，才有可能出結果。” 龐學林笑道：“杜教授，我已經對這個實驗進行過相應的理論計算，有了一個初步的數學模型，只要我們根據實驗結果對這個數學模型進行完善，我相信很快就能出成果。只要您同意我使用實驗室，到時候發論文的話給我一個一作就行，通訊作者還是您。” 杜嘉祥微微一愣，擺擺手道：“小龐，你剛才已經說服了我，我這個實驗室就借你使用了，到時候需要多少耗材和人手，直接跟我說就行，至于論文，不管是理論模型還是實驗方案，都是你提出來的，我犯不上搞這些虛頭巴腦的東西，通訊作者不要也罷。來，小高，帶小龐同學參觀一下我們的實驗室。” 學霸的科幻世界 第六十一章 實驗方案
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