明明可以发六万篇文章，他们却只发了一篇！

小纳米

2020-02-02

为什么我们要发表论文？

人穷其一生，最多能发表多少论文？

有的人，随波逐流，一篇论文拆成十篇来发；

有的人，奇思妙想，一篇论文就足以载入史册。

科学的最高目标是发现真理，发现自然规律然后加以创造，为人类所用。可以说，科学的最高境界就是万法归一，譬如万有引力，相对论，或者麦克斯韦方程等等。

从费曼讲起，纳米材料发展至今已经数十年，与之相关的诺贝尔奖不在少数，之所以难以得到规模化应用，主要还是受制于其精准可控的规模化合成。科学家开发了各种各样的纳米材料制备方法，那么，有没有一种通式，可以在纳米合成领域实现万法归一的效果呢？

今天，美国宾夕法尼亚州立大学的Raymond E.Schaak团队，以纳米棒异质结为案例，在Science杂志为我们带来了一个堪称完美的案例，一套策略可以合成多达六万五千多种纳米棒异质结材料的样品库。

我们先来看看，这几张震撼的图片：

纳米棒异质结的合成，主要有两类办法：一类是自上而下，包括表面生长，模板法等等，其问题在于产量太少。另一类是自下而上，主要是液相法，其问题在于操作复杂程度难以精准调控。

Raymond E. Schaak团队选择了液相法，所采用的策略从原理上来说也很简单，就是离子交换，但是其中内涵非常丰富。他们以113个实验为例，向我们展示了这个方法的魔性：

以Cu_1.8S纳米棒为起始材料，通过连续注入5种金属离子Zn²⁺, In³⁺, Ga³⁺,Co²⁺, Cd²⁺，通过超级精确控制离子交换的量，对每个溶剂和温度进行严格控制，最终实现了多达6种材料、8种排列方式、11种界面组成的6万多种可能性。

这项工作最大的亮点在于，为我们找到了一种可称为规律和法则的纳米棒异质结合成方法，把纳米材料的精确控制做到了极致，为我们寻找其他各种纳米材料的合成法则打造了一个样本。它告诉我们，要做好合成，数学很重要，需要精确考虑很多细节的事情，而这些看似简单的细节的背后，是对于化学、物理以及材料科学的深刻认识，而不是炒菜式的炒出几万篇文章了事。

对于纳米合成这个已经相对“古老”的课题，还有很多问题悬而未决，在广泛应用之前，还差临门一脚。可是，行百里者半九十，临门一脚没踢出来，始终是零。

正如费曼所言：

“There is plenty of room at the bottom。”

参考文献：

Benjamin C. Steimle, Julie L. Fenton,Raymond E. Schaak et al. Rational construction of a scalable heterostructurednanorod megalibrary. Science 2020, 367, 418-424

https://science.sciencemag.org/content/367/6476/418