第26章 製作奈米材料(一) (第2/3頁)
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“平時實驗用的材料都是事先準備好,並存放在特定的容器中。”董秋弘看了一眼坐在旁邊的楊問天,又伸手指了指實驗臺旁邊的一排架子,架子上是一個個不同的容器,上面用標籤標明瞭各種元素的顆粒,“為了讓你掌握完整的實驗過程,這次我們從最基本的步驟做起。”
“第一步是取得實驗材料的顆粒,大少以直徑1毫米為宜。”董秋弘嘴上在講解,手又在智慧螢幕上操作起來。小工廠內,機械臂把粉碎機中的石墨晶體顆粒收集起來備用,只從中提取了幾個個白米體積那麼大的石墨晶體顆粒放入一個小盒子,透過管道送到了楊問天他們所在的實驗臺旁的牆壁上的一個輸出口中。
“去把實驗材料拿來。”董秋弘揮了揮手,楊問天乖巧地從椅子上落到地面,把牆壁上輸出口中的實驗材料取了下來,放到實驗臺上。
“現在我們把石墨晶體顆粒,分別放進掃描隧道顯微鏡的操作平臺中。”操作平臺是個小型的可密閉容器,董秋弘從小盒子中用鑷子夾了一個石墨晶體顆粒放在一個載片上,再開啟操作平臺的容器,小心地把載片放入其中固定好,再密閉好容器。
“不同的物質元素,提取奈米材料的環境要求是不同的,有的可以在常溫下進行有的卻需要在低溫下進行,有的甚至要求在接近絕對零度的超低溫下進行。”董秋弘示範了一次放實驗材料後,就指導楊問天動手弄好另一個載片,並把它放入旁邊那張實驗臺上的掃描隧道顯微鏡的操作平臺中,才接著說:“因為溫度越低,物質分子、原子、電子的運動幅度就越低,這有利於對其進行精確的分割提取。”(注意:絕對零度可不是指普通的攝氏零度。)
“現在我們就嘗試在零下10攝氏度,對石墨晶體進行奈米級別的分割提取。”董秋弘說完後,就示意楊問天觀看智腦螢幕,而自己則把眼睛靠到掃描隧道顯微鏡的觀察鏡上,並操作起來。楊問天抬起小腦袋,認真地注視著螢幕畫面的變化。
“現在我們先把顯微鏡的鏡頭探針對準石墨晶體顆粒,再調整焦距,解析度調整到50微米。”隨著董秋弘調節掃描隧道顯微鏡,智腦螢幕上的畫面不斷改變,由宏觀層次進入微觀層次,“一般情況下,50微米的解析度就能夠令我們觀察到物質的原子級別的初步情況,觀察物質內部的分子結構。”
“但是我們實驗的目的是提取奈米材料,低於100奈米以下的物質才叫奈米材料。”智腦螢幕的影象雖然是同步的,但董秋弘還是讓楊問天靠在觀察鏡進行直觀觀察了一會後,才繼續調整顯微鏡的解析度,直至顯示出100奈米的微觀情況。
“我們提取奈米材料,是靠鏡頭上的奈米探針直接進行物質分割及提取的,其過程有點像外科內窺鏡手術,但要求比其還要精細得多。”董秋弘略微講述了一下分割提取材料的動作要領,就再次操作起來,“現在先把石墨晶體顆粒分割成100奈米的等分。我們只需要做一個準確的分割示範動作就行了,然後讓智腦根據動作引數進行連續分割。”
“第一下切割一邊沒有太大難度,關鍵是第二下的切割。”董秋弘一邊透過觀察鏡看著微觀狀態下的石墨晶體情況,一邊右手手動微調鏡頭探針,感覺狀態良好後,才用鏡頭探針做了第一下物質分割動作,馬上又快速地分割了第二次,然後用鏡頭探針對分割出來的物質進行聶取,提取了出來。
“年紀逐漸老了,這手的靈敏性也有所下降。”董秋弘這次分割提取的是10奈米大小的石墨晶體材料,看上去很容易實質上並沒有那麼簡單,這可是他二十多年來千錘百煉後的結果。旁邊實驗臺上的那臺智腦已經同步記憶了董秋弘的動作引數,董秋弘給那臺智腦下達命令後,該掃描隧道顯微鏡在智腦的操作下進行了連續的分割提取動作,在一毫米的石墨晶體顆粒上連