第六十一章 实验方案
“什么，你需要一个实验室？” “对，爷爷，我有一个比较有意思的想法，是关于碳纳米管材料方面的，但我只是江大旁听生，最多只能进一些基础实验室跟随本科生做一些最基本的实验训练，我自己设计的实验根本做不了，我想找一个比较专业的实验室验证一下。” 庞绍安哭笑不得道：“小林，有想法是好事，但学习是一件持之以恒的事，你现在也就旁听了两个月，专业基础和实验基本技能都没掌握好，这样好高骛远可不是好事。而且做实验是要耗材的，现在科研经费审批严格，你连江大的学生都还不是，你让爷爷怎么去找关系帮你安排实验？” 庞学林道：“爷爷，我不需要你直接给我安排实验室，我希望你能帮我介绍一个学者，最好是在碳纳米材料领域有一定影响力的，我有办法说服他！” 庞绍安微微一愣：“你自己说服对方？” 庞学林点头道：“是的，爷爷，你放心吧，如果对方不认可我的想法的话，我也不会勉强！” 庞绍安犹豫了片刻，点头道：“行，那爷爷就帮你找找看，至于能不能说服对方，那得看你自己的本事了！” “谢谢爷爷！” …… 庞绍安的动作很快，第二天，就给庞学林找到了一个合适的人选。 “小林，我今天给你介绍的是江大化学工程学院的杜嘉祥教授，杜教授研究领域为碳纳米复合材料的制备与应用，在新型石墨烯材料的合成与结构调控、贵金属纳米材料的界面设计等领域有着很大的影响力，而且杜教授为人古板，学术声誉极佳，你如果能得到他的认可，就算没有爷爷的面子，他也会主动帮你，可如果你要是随便糊弄他，那爷爷的面子也不管用了！” 庞学林笑道：“爷爷，放心吧，我肯定没问题的。” 在庞绍安的带领下，庞学林直接在杜嘉祥的实验室里见到了对方。 杜嘉祥看起来五十来岁，秃顶，带着厚厚的眼镜，一副不苟言笑的样子。 即使见到庞绍安，他也只是和庞绍安握了握手，表情淡然。 庞绍安道：“小杜，今天麻烦你了。” 杜嘉祥道：“庞教授，不客气。” 随后他将目光转向庞学林，说道：“小庞同学，我听你爷爷说你自己设计了一个实验，想要用一下我的实验室，能说说你的想法吗？” 庞学林道：“我有办法用比较低的成本制备出纯度达到99%以上的单壁碳纳米管。” 杜嘉祥愣了愣神，哂笑道：“小庞同学，你这是在开玩笑？” 这段时间，庞学林在材料学院那边有了不小的名气，小小年纪，天赋异凛，最重要的是学习极为刻苦，可以说是一棵极好的科研苗子，这也是杜嘉祥同意见一见庞学林的原因。 但他却没想到，这样一个看起来脚踏实地，肯刻苦钻研的苗子，开口就说起了大话。 庞绍安有些疑惑道：“小杜，小林的想法不靠谱吗？” 杜嘉祥道：“庞教授，你知道纯度99%以上的单壁碳纳米管意味着什么吗？现在行星发动机的建设已经进入尾声阶段，这些年一直受到压制的其他学科的研究工作也开始受到联合政府的重视。如果我们能做出这样的碳纳米管，联合政府会不惜重金投入巨资将其产业化。去年中科院纳米中心通过分子建筑技术制备出了纯度99%以上的单壁碳纳米管，联合政府直接拨了一亿信用点资助他们的研究。要知道分子建筑术根本不成熟，而且成本极高，在科技委员会去年提交的六十种高新材料扶持计划中，高纯度碳纳米管和石墨烯分列第三和第五位。如果小庞能够实现高纯度碳纳米管实验室制备，我这个实验室主任的头衔直接让给小庞都没问题！” “小林，你真有把握？” 庞绍安有些不敢相信，毕竟按照杜嘉祥的说法，高纯度单壁碳纳米管是困扰了科学界几十年的难题，而一个十五岁的毛头小子却声称能解决这个难题，怎么着都让人有种魔幻的感觉。 可庞绍安又了解自己的孙子，庞学林绝不是那种信口开河的性子。 庞学林淡淡笑道：“杜教授，听我说完，目前制备碳纳米管的方法一般有两种，一种是化学制备法，另一种就是您刚才所说的分子建筑法。化学制备法一般以烃类为原材料，金属为催化剂，大部分是钴类催化剂，少部分用铁基催化剂，但多多少少都存在着问题，钴类催化剂目前只能制备多壁碳纳米管，实验室纯度可以达到95%，量产纯度也就在80%左右，铁基催化剂要更好一点，甚至能制备出单元结构达到厘米级的单壁碳纳米管，但这种催化剂在高温条件下容易变性失活，导致成本极高，而且也很难提升单壁碳纳米管的纯度。” 杜嘉祥微微一愣，他没想到庞学林对碳纳米管的研究现状会了解得这么深，不过他还是不太相信庞学林能解决这个问题，他沉吟了片刻，说道：“话这么说是没错，正因为存在各种各样的困难，所以高纯度单壁碳纳米管的制备工作才会这么难，你有具体实验方案吗？” 庞学林微笑道：“我想的办法其实是很简单，第一，目前的铁基催化剂在高温条件下容易变性，是因为负载铁原子的载体容易变性，我们可以考虑制造一种不易变性的耐高温催化剂，比如，用多壁碳纳米管做载体的铁基催化剂。第二，目前大多数制备碳纳米管的方法都是使其在液相中与催化剂发生反应，这同样会导致杂质偏多。因此，我们可以考虑使其在气相中进行反应，比如采用气流聚焦法，首先，我们制备出低纯度的碳纳米管悬浊液，然后根据丁达尔效应……” 听庞学林将自己的实验思路娓娓道来，杜嘉祥脸上的表情也渐渐发生了变化，从一开始的不以为然，到后来渐渐有了一丝兴趣，再到最后变得凝重起来。 “小庞，这些都是你自己想的？” 杜嘉祥有些不可思议地看着庞学林道。 庞学林点头道：“我在江大旁听了两个月，发现我们的材料专业基本上以金属材料为主，要么就是与金属相关的符合材料，反而是二三十年前比较流行的如石墨烯、碳纳米管这些材料很少有人研究了。于是我就找来相关著作看了一下，发现这方面的研究很少，水平也不高，于是我就设计了这个实验，我个人认为这样做是可以有效提升碳纳米管纯度的……” 庞绍安在一边完全听傻了，他又怎么看不出来，庞学林提出的方案，已经引起了杜嘉祥的兴趣。 “小杜，小林的实验方案真的可行吗？” 杜嘉祥有些欣赏，又有些不可思议地看着庞学林，说道：“从理论上来看，这个实验方案确实可行，不过这里面也存在一个问题，这个实验变量太多，碳纳米管全浊液浓度，加热蒸发温度，气流聚焦时的气体流速，与催化剂反应的温度控制等，需要完善的数学模型，就算这个实验设计出来，至少要几年上千次的实验，才有可能出结果。” 庞学林笑道：“杜教授，我已经对这个实验进行过相应的理论计算，有了一个初步的数学模型，只要我们根据实验结果对这个数学模型进行完善，我相信很快就能出成果。只要您同意我使用实验室，到时候发论文的话给我一个一作就行，通讯作者还是您。” 杜嘉祥微微一愣，摆摆手道：“小庞，你刚才已经说服了我，我这个实验室就借你使用了，到时候需要多少耗材和人手，直接跟我说就行，至于论文，不管是理论模型还是实验方案，都是你提出来的，我犯不上搞这些虚头巴脑的东西，通讯作者不要也罢。来，小高，带小庞同学参观一下我们的实验室。”