本报讯　破镜真的能严丝合缝地“重圆”吗？浙江大学化学系教授唐睿康与研究员刘昭明合作最新研究发现，可以通过调控无定形碳酸钙颗粒内部的结构水含量和外部压力来实现无定形碳酸钙颗粒的融合，这种利用材料自身结构特性促进传质的策略克服了传统烧结的不足，为制备无机块体材料提供了新的方法，尤其是提供了重要的制备策略。按照这个方法，破镜就真能表里如一地“重圆”了。这项成果6月25日被国际顶级期刊《科学》刊登。

　　“弹性大、可塑性强的有机材料相对容易形变，像碳酸钙这样的无机化合物又硬又脆，要做成块体材料难度就大多了。”唐睿康介绍说，因此在很多无机物的修补中，例如文物保护、牙齿修复领域，普遍用的还是有机物修补材料。可是，毕竟不是“同根生”的，即使补上去的有机材料从外表上看与原有的无机化合物一模一样，但由于内在相融性不好，还是会出现裂缝、易损等现象，从性能上来说，无机材料比有机材料更接近理想状态。

　　2019年，唐睿康团队的一项成果——“无机离子聚合”，可以实现实验室里厘米尺寸的碳酸钙晶体材料的快速制备，并且这些碳酸钙的制备过程有很强的可塑性，可以像做塑料一样按照模具形状长成各式模样。

　　正是在前面这次工作的研究过程中，浙江大学化学系博士生慕昭发现了一个有趣的现象：无定形碳酸钙颗粒在压制过程中，颗粒边界渐渐消失，最后完全融合为一体了。

　　原来，无定形碳酸钙颗粒在结晶过程中，水分子一直扮演着重要的角色。虽然之前科学家注意到了这一现象，但对结构水的功能、流动性和结构稳定性之间的关系还缺乏深入研究。

　　团队把金纳米颗粒标记在碳酸钙颗粒表面，挤压后通过高分辨透射电镜观察，发现碳酸钙颗粒间没有界面或间隙，确实是表里如一地完全融合了。“石头是刚性的，水是柔性的，当石头内部含有合适量的结构水，在压力下这种石头就像橡皮泥，挤压时发生融合现象，达到‘你中有我，我中有你’的境界。”刘昭明说。

　　由于新的制备模式做出来的碳酸钙块状材料具有连续结构，它的光学透过性和机械性能都非常好。而且这种方式不需要高温，所以制备起来也比较快速方便。“如果未来能把所需压力降下来，就更加贴近实际应用了。” 

　　研究中动态水通道的发现提出了一种新的可能的物质存在方式：类液体。在我们的一般认识中，固体就是固体，液体就是液体，两者界限分明。但是未来，固体和液体之间可能还有一个中间态。

　　“我们进一步实验发现，融合现象适用于多种无机离子化合物。且除了水分子以外，其他离子也可以作为添加剂加进去，添加剂会影响碳酸钙的流动性和融合性。这就充分展示了提高固态材料流动性的潜在方法，为固体材料的融合提出了新的认知，有望使固态无机材料在常温下也可以具有类似液体的性质。”这项研究展示了无定形相在材料加工中的优势，赋予人工块体材料新的制备模式，有望应用在生物、医学、材料等领域。

　　本报记者　林洁　通讯员　吴雅兰