我科學家運用強磁場成功調控化學反應

 

 

            記者日前從中科院合肥物質科學研究院獲悉，該院強磁場中心盛志高研究團隊，利用穩態強磁場大科學裝置SM1超導磁體開展特殊功能材料研究，發現強磁場可以有效調控化學反應的速率、反應路徑以及反應產物，相關研究成果日前發表在《物理化學快報》期刊上。

 

 

            實現對化學反應速率和產物的控制是化學及材料科學領域研究的核心問題。與溫度、壓力一樣，磁場是一種重要的基本熱力學參量，可以通過無接觸的能量傳遞方式直接作用于物質的基本組成單元--原子核及核外電子，進而影響物質的物理和化學性質。如能將磁場，尤其是強磁場這一調控維度引入到材料合成的化學反應中去，將很有希望幫助人類發現新奇磁控效應、創造新的物質。

 

 

            瞄準強磁場調控化學反應與材料合成這一前沿方向，科研人員在前期工作基礎上，借助強磁場中心穩態強磁場大科學裝置SM1超導磁體及其配套的磁控化學反應合成裝備，研究團隊對四氧化三錳和二價鐵離子之間反應過程的磁控速率、磁控產物等進行了系統性研究。最新的研究結果表明：磁場可以有效加速四氧化三錳和二價鐵離子之間的反應，使得利用四氧化三錳和二價鐵離子反應制備空心納米材料的反應速度顯著提高，即磁場具有等效催化效果。更為有趣的是，研究團隊在國際上首次發現了強磁場能在一定條件下誘導出反應體系中原本隱藏的柯肯達爾效應，即磁場誘導新反應。該新效應被強磁場觸發后又被磁場加速，與原本的電置換反應競爭并共同作用于反應體系，進而能有效影響整個化學反應的產物。

 

 

            這一系列磁控化學反應研究結果，不僅證實了強磁場在化學反應調控中具有不可忽視的重要作用與巨大潛力，并為特種功能材料的磁控合成提供了新的路徑與機遇。