頂點小說 > 大國院士 >第二百三十九章:化學的未來
    碳酸乙烯,別名碳酸乙烯酯、1,3-二氧戊環-2-酮、1,3-二氧雜環戊酮碳酸乙烯酯.....

    其化學分子式是‘c3h4o3’,室溫時爲結晶固體,但當溫度大於35c時則變成透明無色液體。是一種性能優良的有機溶劑,可溶解多種聚合物。用於化肥、纖維、製藥及有機合成等行業。

    作爲一名材料科研人員,徐川對於碳酸乙烯這種化合物有着一些瞭解,不過不算很多。

    畢竟他上輩子的材料研究主要集中在物理材料方面,而碳酸乙烯屬於化學材料的範疇。

    不過對他來說,瞭解一種材料的性質,並尋找到另一種能控制它的添加劑,並不是很難的事情。

    萬物相生相剋,材料也一樣。

    不同的材料有着不同的化學性質和物理性質,分子與分子之間的交融,在無序中尋找有序,在紛繁複雜中尋找簡單和美,或毀滅、或新生。

    譬如非晶合金材料,看起來堅硬無比,然而它沒有絕對的有序,在永不停歇的流動中,就如梵高的《星空》一種,你仔細看,它在看似不動中永動。

    這正是材料學的魅力。

    ......

    “碳酸乙烯:分子式爲c3h4o3,分子結構中摩爾折射率爲17.17,表面張力爲37.3,偶極距爲10-2?cm3,極化率6.80.....”

    “氫鍵供體數量:0、氫鍵受體數量:3、可旋轉化學鍵數量:0、互變異構體數量:無、拓撲分子極性表面積35.5、共價鍵單元數量:1......”

    “能與40c以上的熱水、醇、苯、氯彷、乙酸乙酯、乙酸等物品混溶。在乾燥的醚、二硫化碳、四氯化碳、石油醚等中難溶......”

    實驗室中,徐川一點一點的將有關於的碳酸乙烯的資料全都羅列出來。

    無論是它的化學物理性質,亦或者是以往的各種研究。

    這些東西對於尋找控制碳酸乙烯的材料有着很大的幫助。

    其實尋找一種控制碳酸乙烯的材料,他完全可以去找其他的化學研究員幫忙。

    以那些常年沉浸於此道的化學材料研究員來說,找出數種符合要求的材料並不是什麼太難的事情。

    不過徐川有另外的想法,他想嘗試一下,看看數學,能不能融入到材料學計算中去。

    正如此其他人猜測他研發抗核輻射材料和鋰電池材料依靠的是強大的數學能力一樣。

    只有他自己才知道並不是。

    而今天,徐川想的就是踏出這一步,利用數學來幫助自己完成這項工作。

    對於化學反應來說,在課本上是一行行的化學公式變換,在實驗室中,是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。

    比如氧化還原反應的本質是原子核外電子的得失,原子本身的結構發生改變。

    而複分解反應的本質是原子重排,即多個原子的排列組合方式發生變化。

    但實際上,它更深層的本質,是電子雲的流動。

    判斷一個化學反應是否能發生,要從熱力學、動力學、焓變、熵變、自由能(gibbs自由能)、活化能等各方面來確認。

    其實嚴格來說,目前化學的發展並不完善。

    因爲我們很多時候就連最簡單的化學反應都沒法用理論解釋清楚,所以很多理論都是唯象的。

    如果循着化學的解釋鏈回朔,最終還是會歸於物理學的解釋上。

    因此物理學纔是自然科學中最基礎的學科(數學不是自然學科!)。

    很多人誤以爲化學纔是最基礎的,是因爲像化學鍵本質上說一種電性作用,屬於四大基本力中的電磁相互作用。化學反應的進行也跟分子的運動,碰撞有關。

    當然,化學的潛力很深,有着深挖的巨大價值。

    而如果從化學的深層本質來看,數學毫無疑問是可以應用上的。

    比如最常見的化學反應速率,就可以通過微積分方程來描述。數學方程可以使用數值方法求解,以確定反應速率常數和其他參數。

    比如使用波函數理論、羣論等來描述電子結構和反應機制。

    亦或者分子動力學模擬,通過一種計算機數學來彷真研究物質運動規律。涉及到大量微積分、概率統計以及優化算法等方面的知識。

    此外,還有熱力學、分析化學等各方面的東西,都可以通過數學來進行。

    從理論上來說,如果知曉了需要進行化學反應的材料相關信息與條件,是完全可以通過數學來模擬整個反應的全過程的。

    這聽起來很不可思議,但理論可行。

    當然,實際上這是一件不可能的事情,至少現在是不可能的。

    而徐川想做的,就是朝着這件不可能的事情去嘗試邁出第一步。

    碳酸乙烯,就是一個很好的試驗目標。

    ......

    “考慮電解液使用的高分子溶劑和正負極材料,用於控制碳酸乙烯的添加劑的可選範圍並不算很多。”

    “鹼類化合物與醇類化合物大部分基本都可以排除,這些化合物會與碳酸乙烯反應後生成各種對電池有害的物質,腐蝕正負極不說,還無法循環。”

    “那麼剩下的可選性並不算很多,酮類、氟化類、環類部分材料可以考慮進行。”

    “再根據可逆性條件進行篩選,以羰基與兩個烴基相連的酮類化合物是個不錯的選擇。”

    “不過酮類的範圍還是太大了,得收縮一下......”

    實驗室中,徐川一個人喃喃自語個不停,手中的圓珠筆也在a4稿紙上不斷的記錄着一項項的數據。

    他在依據一些基礎的化學反應來先對可用添加劑做一個大致的篩選,然後再來通過數學進行反應模擬和挑選。

    這是條很有挑戰的路,雖然並非無人踏及,但開拓的並不深;那看得到盡頭的小路,未知的迷霧中荊棘叢生,需要一個人鼓起勇氣前進。

    好在,他從來都不缺少探索和直面困難的勇氣。

    ......

    實驗室中,徐川不斷的完善着自己的理論與數據。

    另一邊,針對新型人工sei薄膜的以及碳酸乙烯含量的測試也在不斷的進行中。

    時間一眨眼就過去了五六天。

    當徐川依舊還在尋找適合的材料時,川海材料實驗室這邊的測試已經基本都做完了。

    “樊主管,這是這些天的實驗和測試數據,從這些天的實驗來看,如果在不改變其他材料與添加劑的情況下,碳酸乙烯的含量降低到原有基礎的67.3%左右是最合適的一個數字。”