新華社客戶端武漢5月30日電（記者譚元斌）《科學(xué)》雜志日前發(fā)表了我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)重要成果，揭示了分子擴(kuò)散突破孔徑限制的微觀機(jī)制，解決了一個(gè)較大尺寸的分子如何從比它小的孔道中穿過(guò)這一長(zhǎng)期困擾學(xué)術(shù)界的問(wèn)題。
記者日前從中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院了解到，清華大學(xué)化學(xué)工程系魏飛研究團(tuán)隊(duì)與該院鄭安民研究團(tuán)隊(duì)合作開展了相關(guān)研究。他們采用分子篩皮米電鏡原位成像策略并結(jié)合從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬，實(shí)現(xiàn)了苯分子吸脫附行為和分子篩骨架結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)演變的原位實(shí)時(shí)觀測(cè)。由此，科研人員發(fā)現(xiàn)了剛性分子篩的亞單胞拓?fù)淙嵝越Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
據(jù)悉，分子篩是一類具有有序微孔結(jié)構(gòu)的剛性骨架材料，廣泛應(yīng)用于石油化工、煤化工、二氧化碳轉(zhuǎn)化、環(huán)境治理和氣體分離等多個(gè)領(lǐng)域。它利用三維納米級(jí)孔道對(duì)不同大小的分子進(jìn)行篩分，在微觀層面對(duì)分子運(yùn)動(dòng)和反應(yīng)行為進(jìn)行精準(zhǔn)限域控制，從而實(shí)現(xiàn)高附加值產(chǎn)品的高選擇性制備。
在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)能在孔道中擴(kuò)散或生成的最大分子直徑往往大于晶體學(xué)孔徑，突破了分子篩孔道的剛性幾何限制。長(zhǎng)期以來(lái)，這一現(xiàn)象發(fā)生的原因一直懸而未決。
團(tuán)隊(duì)成員、清華大學(xué)化學(xué)工程系陳曉博士談到，“剛性分子篩的亞單胞拓?fù)淙嵝越Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)很好地解釋了一個(gè)較大尺寸的分子為何能夠從比它小的孔道中穿過(guò)，這是分子篩擇形催化基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得的重大突破”。中科院精密測(cè)量院鄭安民研究員進(jìn)一步指出,“高精度的理論模擬能夠在皮秒水平下提供分子篩催化劑吸附擴(kuò)散行為的原位信息，將微觀世界原子分子的動(dòng)態(tài)過(guò)程像電影一樣呈現(xiàn)在我們眼前?！?/p>
來(lái)源： 新華社
