第707章新的研究方向:量子化学!
另一边,远在大西洋彼岸的日耳曼国,位于斯图加特市的马克斯·普朗克固体研究所。
在一间实验室中,一名穿戴着整齐实验服的中年教授正按照着流程对手中的一份锂硫电池进行着各种实验检测。
作为马克斯·普朗克名下的分支研究机构,再加上日耳曼人向来严谨认真的行事风格,也更注重实验的细节和精确性普朗克固体研究所的科研能力和学术声誉不用多说。
“卡兹,倾斜光纤布拉格光栅(TFBG)传感器的实验数据出来了吗?”
实验室中,中年教授霍尼·斯旺森处理好手中的锂硫电池样品后,朝着实验室另一角的研究助理询问道。
对于电池界和工业界来说,这无疑是一个剧烈的变化,甚至从某种程度上来说,它能推动整个时代的发展。
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在霍尼·斯旺森与格哈德·埃特尔两位师徒思索着如何为化学建立起一套精准有效且普遍适用的计算模型时。
甚至一度在化学界和材料界掀起了计算材料学的新热潮。
他曾于1986年至2004年出任这家研究所的所长,后续也在这附近生活。
当听到自己这位曾经的学生过来的目的时,这位头发已经全白了的老教授眼神中带上了勃勃的兴致。
要不是早先就建立起来了大型超算中心,否则如何运行这个模型都是一个相当困难的事情。
霍尼·斯旺森顺手接过来认真的翻阅着。
计算化学是理论化学的一个分支,主要目的是利用有效的数学近似以及电脑程序计算分子的性质。
不一会,薄薄的几张实验数据报告就递了过来。
所以大尺度的复杂化学体系几乎无法做到精确计算,除非研发出传说中‘量子计算机’,而且还是得成熟体系的那种,在配合上相当精确的理论方法进行计算才有可能做到。
而且,更关键的是,建立量子化学的是多体方法和计算方法。
尽管身体还算硬朗,但早已经退出前沿的学术界研究,隐居在柏林靠近‘普朗克·弗里茨·哈伯研究所’附近的别墅中。
徐川提出这位模型和理论的时候,这位老教授早就退出了化学界,尽管听说过,但并不是很了解相关的情况。
然而困难的是,目前的一些理论方法依旧无法做到对描述复杂化学体系进行描述,更别提将其转变成数学模型了。
客厅中,格哈德教授在听到这个问题后也陷入思索中。
这算不上突如其来的想法。事实上,早在当初建立这个数学模型的时候,他就很清楚的知道这个模型的缺陷和问题。
事实上,早在五六年前那位徐教授提出化学材料计算模型理论的时候,化学界和工业界就曾将目光投向过这一领域,也着重了解过相关的理论和工具。
相对比徐川来说,川海材料研究所的名声在学术界很显然弱了不止一个档次。
手指交叉,两根大拇指抵住下巴的徐川瞳孔散发无神,脑海中思绪飘到了另一个领域和方向上。
而后续,材料学的专家张平祥院士以及普林斯顿化学系主任戴维·麦格米伦教授其实都提出过这个模型的缺陷和问题所在。
实验室中,沉寂了一会后,看着依旧盯着实验报告的的霍尼·斯旺森教授,研究助理终于忍不住了,小声的开口询问道。
闻言,学生的脸上顿时浮现出了一抹失望的神色。
这是一种通过监测温度和折射率来跟踪控制锂硫电池的电解质-电极耦合变化,通过对电解液中硫浓度的定量检测,证明了Li2S和硫的成核途径和结晶决定了循环性能的新型探测技术。
或许,量子化学的研究方法,会比传统的理论化学更适合研究计算化学。
化学的研究对象是归根结底是电子、原子核等微观物理间的相互作用。
比如2013年给复杂化学体系设计了多尺度模型三位诺化奖得主,比如对固体表面化学进程研究做出巨大贡献的格哈德·埃特尔等等。
毕竟如何成立精准有效而又普遍适用的化学反应的含时多体量子理论和统计理论,是二十一世纪化学领域中的四大难题之一,也是四大难题之首。
虽然材料的研发一直都是上辈子他的研究重点方向,不过要想为化学建立起一套精准有效且普遍适用的计算模型,依旧是一个可以说难以找到方向的事情。
听到助理兼学生的询问,斯旺森抬起头,淡淡的开口道:“出于对科学的严谨,这个问题我恐怕暂时没法回答你。”
而这一次,锂硫电池的研发让这个化学材料计算模型重新映入眼帘,让徐川觉得也是时候对其进行一次更新换代的理论处理了。
霍尼·斯旺森一边自行的思索着优化的方式,一边开口问道:“那有没有解决的办法,导师?”
另一边,华国,紫金山脚下的别墅群中。
将针对锂硫电池的测试实验交给了自己的学生后,霍尼·斯旺森收集了一些资料后,带着他们找到了自己的导师格哈德·埃特尔。
“好的,教授。”
应用这种锂硫电池的汽车,可以说将彻底的取代传统的化学燃料汽车,如今依旧占有一席之地的油车,或许要不了多久将全面的退出舞台了。
或者说,是那个‘化学材料计算模型’的底层理论!
“这是一种很有意思的化学材料计算方式,能帮助我们解决目前在化学材料研发过程中的部分问题,但却很难为化学建立起一套精准有效且普遍适用的计算模型。”
简单的补充了一句,霍尼·斯旺森没再理会自己的学生,而是将注意力再度集中到自己手中的报告上。
在为川海材料研究所编写的化学模型上,徐川就是这样做的。
但这并不影响他觉得这条路很难完全走通。
从检测的结果来看,锂硫电池中的多硫化合物扩散问题和穿梭效应毫无疑问已经得到了稳定的控制。
“但这种方法的苛刻性太大,不仅需要繁多的各类实验数据以及每一种材料的不同化学和物理性质,且对于计算力的要求极高。”