似是而非？似液非液的固体材料

材料牛注：以貌取人是片面的，以貌取“材”也不见得正确。身为固体，却在某些方面表现出液体性质的材料，这种略为相互矛盾的性质竟有着巨大的应用潜力，甚至可能在电池行业引起变革。

中佛罗里达大学化学系博士Fernando Uribe-Romo和他的一位学生发现了在不将固体真正转化液体的情况下，使固体材料表现出液体性质的方法。这项研究可能为电子、光学及计算工业开辟新的领域。

当化学系的研究生Demetrius A. Vazquez-Molina将一种人造海绵状不可燃纳米材料，COF-5，压缩成尾指大小的小球后，在X射线衍射分析中发现了一些异常的现象：材料中的晶体排列成奇怪的模式。随后他将这一实验结果告知了同系的化学教授Fernando Uribe-Romo，并被建议把试样带去该教授的实验室重新做一次X射线衍射分析。

结果是：材料中的奇怪的晶体结构恰好可以让锂离子像在液体中一样自由流动。

这项发表于American Chemical Society的发现意义非凡，因为在电子及能源领域中，液体材料是不可或缺的，但现有的液体材料经常出现问题。

举锂离子电池为例子，作为市场上最优秀的电池，它为从手机到电动滑板等几乎一切东西提供电能。但由于锂离子电池在工作时需要将锂离子从一端运输到另一端，所以这种电池通常做得大而笨重。而且，该过程产生的热量容易导致手机和电动滑板的爆炸。但即使是这样，几年前的飞机仍需要这种电池来完成其接地功能。

如果有一种无毒固体材料能代替这些可燃性液体应用于电池中，将为工业界带来巨大改变。

Uribe-Romo 说：“虽然这种材料仍有很多测试要做，但其广阔的前景已经不容忽视了。假如我们能停止对液体材料的需求并转而使用不可燃材料，那么电池的占用空间和包裹材料都会减少，进而减少电池的重量甚至体积，最后给社会带来深刻的改变。”

无毒的、更小的不可燃材料意味着更小的电子元件以及更快的光信息传递速度，这会给电信设备、计算机电源以及能源储备行业带来一场变革。

“这很令我兴奋。虽然在上Romo教授的课之前我都比较厌倦化学，但我现在很喜欢。他教导我打破化学中规则的束缚，之后我就迷上了化学，皆因化学是一种智力上的挑战。”在学习Uribe-Romo课程前是医学预科生的Vazquez-Molina这样说。

Uribe-Romo对于化学的热情可以追溯到他在墨西哥的高中老师。在完成Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterreyin Mexico的学士学位后，Uribe-Romo又在UCF（加州大学洛杉矶分校）获得了博士学位。而于2013年成为UCF的副教授前，他曾是康奈尔大学的博士后副助理。

该项成果由Uribe-Romo领导的研究团队和UCLA生物化学及化学系的科学家合作研究跟进。这项合作旨在确定COF-5是否有能力为移动设备及电池行业带来变革。

原文链接：Team tricks solid into acting as liquid。

文献链接：Mechanically Shaped Two-Dimensional Covalent Organic Frameworks Reveal Crystallographic Alignment and Fast Li-Ion Conductivity。

本文由编辑部杨洪期提供素材，梁嘉豪编译， 点我加入材料人编辑部。