#发现诗人# ●小大寒

作者:云月

有一种寒冷 无关乎霜雪
乌蒙严冬的雾霾是一个惯犯
双手就能卡死我的喉管
我用眼睛穿出云霭
太阳 太阳
请归还我二十年前的父亲
(我伟大的父亲背着竹篓满世界乞讨)
请归还未变的心

世间的酷寒有几重


雪上之霜便有几重
无力把控的是骨骼自身的颤抖
任凭凛冽寒风刮过脸庞
就像刮过这片乌蒙的黄土
刮出白须和野草

请在一指深井里觅得太阳
请为我找寻 一片肆意的稻子
我会紧紧地抱住它 紧紧地
热血翻滚
在高原上生根

2022.1

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不是晶体也不是非晶体 次晶态金刚石这样“诞生”

  围绕在我们身边的固体物质,无论是尘埃沙砾还是金属宝石,其本质都是由原子在空间中堆积而成的。而根据原子的堆积是否有序,固体物质又可以被划分为晶体和非晶体。我们通常认为,在晶体材料中原子的排布均匀且规则,而非晶体的原子排列呈现出普遍的无序性。

  近日,北京高压科学研究中心研究员缑慧阳等在高温高压条件下合成了一种新形态的金刚石——次晶态金刚石。该项成果的问世在结构拓扑上链接了非晶态和晶态,对于揭示非晶材料复杂的结构本质具有深远意义。

  该研究成果在线发表于权威学术期刊《自然》杂志。

  在晶体与非晶体之间

  围绕在我们身边的固体物质,无论是尘埃沙砾还是金属宝石,其本质都是由原子在空间中堆积而成的。而根据原子的堆积是否有序,固体物质又可以被划分为晶体和非晶体。在晶体中,原子在三维空间上具有特定的堆积次序,其晶体结构可以用一个小的结构单元周期性表达。且在宏观视角下,我们无法分辨出其中的不连续性,因此我们通常认为,在晶体材料中原子的排布是均匀且规则的。同时,这也使得晶体材料的各个部分具有相同的物理、化学性质。

  而与此相对,非晶体材料中的原子则缺乏长程的周期性排列,仅存在着短程有序性,即每个原子只在小范围内与其临近的原子在排列上呈现出一定的规则性。因此从宏观上观察,其原子排列呈现出普遍的无序性。而这种非晶体在结构上的差异,也直接导致其在力、声、光、电、磁、热等各方面材料性能上表现出极大不同。我们日常随处可见的玻璃便是最典型的非晶体材料之一。

  缑慧阳表示,传统意义上一般将原子在0—0.5纳米直径范围内呈现出的有序性称为短程有序,0.5—2.0纳米范围内呈现出的有序性称为中程有序,大于2.0纳米的则称为长程有序。但他也提到,在实际的工作中,更常采用的方法是以有序配位壳层的数量来定义空间有序性,这是考虑到不同材料之间由于键长等差异导致的空间尺寸差异。

  然而物质世界变幻无穷。研究人员发现,当温度升高时,晶体中的长程有序性会显著降低,逐渐向短程有序过渡,此时理解两种状态之间的差别变得异常困难。

  那么对固体,尤其是强共价和类共价固体来说,在长程有序和短程有序之间,是否存在着一种中间态?为了探索这一结构之谜,理论科学家们提出了一种“次晶态”结构模型。“1930年以来,次晶态的概念偶尔出现在科学界,1950年德国霍斯曼教授基于一些软物质的发现,提出次晶态作为独立于晶体和非晶体的一种状态。”缑慧阳说,该概念在1980年前后逐渐被推广到聚合物、胶体、生物材料,甚至一些熔融态金属和合金、玻璃中。然而,在共价键合和类共价键合的材料中,科学家们却一直未能在自然界或实验室中发现这种完全由中程有序的次晶组成,而又不具有长程有序性的物质状态。尽管其曾经在半导体材料硅中提出过,但含量只有不到18%,而对于同族的金刚石来说,则一直没有相关研究涉及,更没有实验现象和证据。

  处理后的富勒烯“不负众望”

  但科学界不是没有过尝试。自次晶态概念被提出后,科学家们一直试图将这一状态从理论概念拓宽到各种各样的物质中。

  缑慧阳介绍,2017年北京高压科学研究中心研究员曾徵丹等便曾利用金刚石对顶压机结合激光加热技术,成功在40—50吉帕和1800开尔文的压强、温度条件下合成出非晶态金刚石,然而极高的压强限制了合成样品的尺寸。该项成果成功地确定了sp3键合的非晶金刚石的真实存在,并且能够将其保留下来。

  而且,科学界与工业界已经掌握了制备纳米级金刚石的技术,且纳米金刚石在各个领域得到了非常广泛的应用,具有广泛的实用价值。基于这样的研究背景,缑慧阳团队决定利用当下最先进的大腔体高温高压技术,突破传统大体积压机的压力范围,进行30吉帕以上压强的毫米级样品的研究。

  缑慧阳和团队选取了不同特点的前驱物,分别是富勒烯、玻璃碳和洋葱碳,旨在探索不同前驱物在高压下的结构及微结构的转变过程和路径。和预想中的一样,研究团队在30吉帕压强下,1800开尔文以上的高温范围内,观察到了纳米金刚石的形成。但是只有富勒烯在30吉帕和1500—1600开尔文的压强、温度条件下出现了能够保留到常压的、具有中程有序的非晶金刚石,这是此前从未有过的发现。

  但仅是发现还不够,要想对其进行深入细致的研究,还要求研究者能够对这种截留的具有中程有序的非晶金刚石进行详细的结构表征和模型构建。于是,缑慧阳及其合作者通过X射线、对关联函数、谱学、透射电镜等方法对其结构与微结构进行表征,并采用先进的大尺度分子动力学模拟对其进行详细对比和模型构建,最终将其识别确定为次晶态金刚石。这种结构的金刚石本质上是在非晶基体中引入纳米尺寸的中程有序结构。其发现不仅使研究者深入理解了这种特殊的金刚石,掌握了其独特性,更是填补了非晶结构和晶体结构之间原子排列尺度上的缺失环节,为深层次理解非晶材料的复杂结构提供了密钥。

  三个因素协调是关键

  缑慧阳认为,此次能够成功合成次晶态金刚石,原因除了非晶金刚石自身具有更高的短程有序性外,还取决于三方面的决定性因素,即对于前驱物的选择、适宜的压力与温度以及对保温时间的控制。

  在前驱物的选择上,缑慧阳团队选择了碳的三种同素异形体分别进行尝试,并最终在富勒烯上成功取得突破。富勒烯化学式为C60,由于每个分子中包含60个碳原子,并呈现出12个五边形所组成的球状,也被形象地称为足球烯。

  缑慧阳向记者分析道,在高压的作用下,C60分子间的聚合作用为形成高密度的sp3键合提供了均匀的形核点,这使得在较低的压力和温度下形成sp3含量接近100%的非晶金刚石成为可能。而30吉帕甚至更高的压力则有助于提高形核的密度,再配合以适当的温度,便能够促进sp2向sp3转变,并抑制其快速地结晶。随后,经过适当时间的等温退火,便可使得非晶金刚石中逐步、动态地出现大量次晶态。

  同时,缑慧阳也表示,或许除了富勒烯外,其他两种前驱体也可能会在某个温压区间内生成纳米级次晶金刚石,但仅就目前其所探索的压强、温度、时间范围内,尚未捕捉到。因此他认为,发现并成功截留次晶这种亚稳状态的关键正是在于对压强、温度和时间的有效把控,只有实现三者的完美协调,才能取得理想中的结果。

  另一方面,此次研究能够取得突破性进展,同样离不开大腔体高温高压技术的发展。根据缑慧阳介绍,大腔体压机技术目前已经相对成熟,但在常规的压力组装方式下,传统大腔体压机的压力极限一般为27吉帕。而北京高压科学研究中心的科研人员通过改变碳化钨压砧的几何形状和对一级压砧进行精确控制,将压力提升到了30—50吉帕。同时,缑慧阳团队还利用高质量的碳化钨压砧,不进行任何调整,优化组装方式,实现了2000摄氏度下毫米量级的30吉帕高压。

  除了填补理论上的空白,次晶态金刚石的合成更具备广泛的应用价值。次晶态金刚石除了具有和普通晶体金刚石相当的力学性能以外,还有非常独特的可调节的光学性能。“这意味着次晶态金刚石可能会是一个极端条件下非常良好的窗口材料。”缑慧阳指出,由于次晶态金刚石具有非常宽的荧光峰和较高的热稳定性,预期未来将在包括生物医学等在内的多个领域产生更加广泛的应用。

  来源:科技日报

贾平凹: 十句睿智话

1

贾平凹:我们是蚂蚁的上帝,我们又是上帝的蚂蚁。 上帝到底存在不存在,上帝知道。
哲学大师苏格拉底说,我唯一知道的,就是自己一无所知。
一个人意识到自己的不足,是了不起的才华;一个人意识到自己的不完美,是成熟的标志;一个人意识到自己的渺小,常是伟大的开始。
在大自然面前,我们微不足道,犹如一粒尘埃,犹如一滴露珠。
但是,别忘了那句话:生如蝼蚁,当立鸿鹄之志。 命如纸薄,却有不屈之心。 乾坤未定,你我皆是黑马。
自信勇敢,不屈不挠,就是生命的脊梁。
按照自己喜欢的方式过一生,最幸福。

2

贾平凹:富不一定贵,贵不一定富,如果能把知识转化为钱,就宝贵双全了。
一个人,想要在社会立足,就要有自己的一技之长,安身立命之本。除非你家里有矿,父母多金。
一般人都没有,拼尽全力也不过是为了过上平常的日子。
把自己的本领转化成滋养自身的财富,差不多是大多数的梦寐以求了。
很多人,终其一生都在做自己不喜欢,而又不得不做的事情。
我对富贵的理解是:人到无求便是富,心中无缺便是贵。
努力努力,只做自己。

3

贾平凹:真正的爱如空气一样,你每天都在呼吸,你却感觉不到你在呼吸。
很多东西,拥有的时候不珍惜,感觉那是理所当然,而一旦失去了,才会蓦然明白,原来自己是身在福中不知福。
一个人的修为,往往表现在内心。
一颗感恩的心里,总是阳光明媚,春风骀荡;总是江山如画,风光旖旎。
有了感恩的心,你会发现身边的鸡毛蒜皮,也会诗情画意;锅碗瓢盆也能演奏幸福的旋律。
经常提醒自己,身处幸福之中,就要开心快乐,热情洋溢。
尼采说的那句话:每一个不曾起舞的日子,都是对生命的辜负。
开心生活,处处天堂。

4

贾平凹:朋友是磁石吸来的铁片儿、钉子、螺丝帽和小别针,只要愿意,从俗世上的任何尘土里都能吸来。
一直相信“吸引力法则”。要想遇到更好的别人,就先把自己活成最好的样子。
中国人喜欢说,物以类聚,人以群分。
用一句大俗话解析就是,鱼找鱼虾找虾,乌龟找个鳖亲家。
不要说你才华横溢,生不逢时。那是你能力不足,实力不够。当你登峰造极,世界就低眉顺眼,你就未来可期。
在成功之前,你需要谦虚谨慎,默默蓄力。在韬光养晦中不断壮大自己。
开心就好,心灵不老。

5

贾平凹:世界上的事,若不让别人尴尬,也不让自己尴尬,最好的办法就是自我作贱。
这其实就是一种幽默,自黑。
轻松幽默,常常是人际关系的润滑剂。谈笑风生,往往是友谊良好的开局。
社交活动中,不把面子当回事,就百无禁忌,敢于直抒胸臆,能够独辟蹊径。
这类人,大多都是行动派,不会在角落里瞻前顾后,不会在房间里规划算计,他们喜欢主动出击,所以胜算的几率也会更大。
因此,不要顾影自怜,而要遍地开花。
水到渠成,顺其自然。

6

贾平凹:瓜熟了蒂不落也得落,水到了没渠也流成了渠。
一个人如果真正顺从了自然法则,就不会烦恼痛苦,不会愁肠百结,也不会百病缠身。
在瓜没有成熟之前,它一只默默无闻地成长,到了一定的季节,到了一定的火候,一切结果顺理成章。
如果用水形容一个人的实力,实力到了,一切附加值自然而然。实力不足,只是死水微澜,无法形成惊涛骇浪。
加油,默默努力,然后去惊艳世界。
你若优秀,好运自来。

7

贾平凹:女人的眼光是雪亮的,她知道一个没有钱的男人是不值钱的。
人们喜欢用结果衡量一个人的价值,你的过程哪怕再跌宕起伏扣人心弦,如果结果面黄肌瘦,照样被人弃之如敝屣。
现实很冷酷,也很有教育意义。你只有万般优秀,才能脱颖而出。你只有独占鳌头,才能够炙手可热。
虽然金钱不是万能的,但没有钱却是万万不能的。没有人幼稚到拿着自己的未来开玩笑,优胜劣汰适者生存,在这个世界上,处处都是博弈,你我只能愿赌服输。
因为爱,所以爱。

8

贾平凹:不敢表白,是因为喜欢得还不够。
“喜欢”两个字里,藏着你的未来,藏着你所有的幸福愉快。
当你彻头彻尾喜欢一件事或者一个人,你每每与之相遇,就会心花怒放,乐不可支。
喜欢的人很难遇到,喜欢的事却能够随时随地培养。它让漫长的孤独变成一种极乐的享受,让难挨的寂寞变成诗意的净土,让沉重的压力变成动力十足。
喜欢,让日子生机勃勃,让生命活色生香,让快乐如影随形,让美好缤纷绽放。
实力雄厚,天高地厚。

9

贾平凹:一个人只有在岸上时,才可以解救水中的人。
当你实力不够,不要去做一些徒劳无功的事情,比如劝慰别人,教导晚辈。
作为一面镜子,你照见别人的同时,别人对你的污点一目了然。
想去救人,这是很好的想法。不假思索,则是一场灾难的开始。
身边就有一个例子,甲看见乙落水呼救,就跳进水里实施救援,他不会水,被大浪卷走。正好丙赶过来,顺利地救出了乙。甲不幸遇难。
如果甲稍等片刻,或者向周边呼救,或许皆大欢喜。可是世界上永远没有如果,只有无可奈何的一声叹息。
挥洒自如,源自于坚实基础。

10

贾平凹:大河从来不讲章法。黄河九曲十八弯,毫无章法,小河遵从规范,因为是小河。所有的名牌服装都是简略,没有那些小装饰,但做工特别精细。
一个人想要成功,必须让自己变得大气上档次。格局观打不开,偏安一隅,只能是坐井观天,鼠目寸光。
很多高手,做事不拘一格,做人极尽洒脱。有人说,根本学不来。
其实,人家的风格你不必学,学也学不成。你只能做自己,做更好的自己。
常言道,万变不离其宗。这个“宗”,就是规律,就是底层逻辑。
万丈高楼平地起。只有打好了自己的坚实基础,辉煌的人生殿堂,才能够拔地而起。


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