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浙大研发出制备强可塑性碳酸钙新方法

 2019-12-02 17:19:12 868 ℃
[摘要] 新华社杭州10月18日电 浙江大学化学系唐睿康教授团队研发出一种制备强可塑性碳酸钙的方法,碳酸钙可以像塑料一样按照模具的形状塑形。在实验中,研究团队成功地用可塑性碳酸钙对方解石损伤进行了修复。研究人员

新华社杭州10月18日电(记者郑虞梦、朱涵)浙江大学化学系唐康瑞教授的团队开发了一种制备高塑性碳酸钙的方法,该碳酸钙可以根据模具形状做成塑料形状。该方法制备的材料具有结构连续、致密完整的特点,在工业、生物修复、3d打印等领域具有广阔的应用前景。

据了解,这项研究发表在10月17日的《自然》杂志上。

碳酸钙,俗称石灰石,存在于各种岩石中,是一种重要的建筑材料,也是动物骨骼和贝壳的主要成分。优质碳酸钙单晶是制造太阳黑子计和天文宏观计的重要材料。然而,在此之前,当在实验室和工业领域手工制备碳酸钙时,只能获得微米大小的白色粉末,并且难以形成大块材料。

唐康瑞表示,浙江大学团队突破性地提出了“无机离子低聚物及其聚合反应”的概念。将有机聚合方法应用到传统无机材料的制备中,可以以类似塑料的方式生产和聚合各种形状甚至单晶的大型碳酸钙整料。

传统的材料准备就像雕塑,需要工匠一点一点地切割和塑造一块大石头唐·康瑞解释道:“有了这项技术,就像现在有了一个模子。你所需要做的就是铸造材料,等待它成型。”

研究人员表示,新方法生产的碳酸钙的硬度和机械性能可以更接近材料的理想状态。同时,该材料还具有流动性,可以制成果冻,这意味着硬度和脆性较高的无机矿物碳酸钙也可以根据不同的设计表现出多样性,从而克服了传统无机材料加工性差的缺点。

在实验中,研究小组成功地用塑性碳酸钙修复了方解石的损伤。方解石是一种制造光学棱镜的材料。这种晶体的表面容易损坏,小凹坑会影响观测精度。然而,由于修理困难,一旦刮伤,就意味着报废。研究人员在实验中把碳酸钙低聚物涂抹在受损的方解石晶体上,得到了与原始单晶完全一致的结构。

"这意味着许多矿物材料的结构修复可以以类似的方式实现."唐·康瑞说,同样,在3d打印领域,过去只有有机物可以“打印”,而无机物也可以通过离子低聚物的原理“打印”。例如,在不久的将来,stone可能会真正实现3d打印。

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