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中國(guó)科學(xué)家運(yùn)用強(qiáng)磁場(chǎng)成功調(diào)控化學(xué)反應(yīng)
文章來(lái)源：未知 更新時(shí)間：2021-07-15 13:25:58
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近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心盛志高團(tuán)隊(duì)利用穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)大科學(xué)裝置SM1超導(dǎo)磁體開展特殊功能材料研究，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁場(chǎng)能夠有效調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的速率、反應(yīng)路徑以及反應(yīng)產(chǎn)物。 實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和產(chǎn)物的控制是化學(xué)及材料科學(xué)領(lǐng)域研究的核心問(wèn)題。與溫度、壓力一樣，磁場(chǎng)是一種重要的基本熱力學(xué)參量，可以通過(guò)無(wú)接觸的能量傳遞方式直接作用于物質(zhì)的基本組成單元——原子核及核外電子，進(jìn)而影響物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)。如能夠?qū)⒋艌?chǎng)，尤其是強(qiáng)磁場(chǎng)這一調(diào)控維度引入到材料合成的化學(xué)反應(yīng)中去，將很有希望幫助學(xué)界發(fā)現(xiàn)新奇磁控效應(yīng)、創(chuàng)造新的物質(zhì)。
借助強(qiáng)磁場(chǎng)中心穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)大科學(xué)裝置SM1超導(dǎo)磁體及其配套的磁控化學(xué)反應(yīng)合成裝備，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)對(duì)四氧化三錳和二價(jià)鐵離子之間反應(yīng)過(guò)程的磁控速率、磁控產(chǎn)物等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。最新的研究結(jié)果表明，磁場(chǎng)能夠有效加速對(duì)四氧化三錳和二價(jià)鐵離子之間的反應(yīng)，使得利用對(duì)四氧化三錳和二價(jià)鐵離子反應(yīng)制備空心納米材料的反應(yīng)速度顯著提高，即磁場(chǎng)具有等效催化效果。此外，研究團(tuán)隊(duì)還在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)磁場(chǎng)可在一定條件下誘導(dǎo)出反應(yīng)體系中原本隱藏的柯肯達(dá)爾效應(yīng)(Kirkendall Effect)，即磁場(chǎng)誘導(dǎo)新反應(yīng)。該新效應(yīng)被強(qiáng)磁場(chǎng)觸發(fā)后又被磁場(chǎng)加速，與原本的電置換反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)并共同作用于反應(yīng)體系，進(jìn)而能夠有效影響整個(gè)化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。
這一系列磁控化學(xué)反應(yīng)研究結(jié)果不僅證實(shí)了強(qiáng)磁場(chǎng)在化學(xué)反應(yīng)調(diào)控中具有重要作用和巨大潛力，并為特種功能材料的磁控合成提供了新的路徑與機(jī)遇。
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