(1)鋼鐵腐蝕
今天讀到一篇腐蝕領(lǐng)域的文章，大體內(nèi)容是：
以法國和丹麥兩國不同地方出土的鐵器文物及其周圍土壤為對(duì)象，分析一些腐蝕機(jī)理。
為了提高鋼鐵和其它合金的腐蝕性能，我們?nèi)祟愡M(jìn)行了超長期和卓絕的努力，每年由于腐蝕，消耗巨額的人力、武力、工業(yè)損失、和科研經(jīng)費(fèi)。期間，為了巧妙設(shè)計(jì)研究方案，我們往往要花大量力氣在合成材料上�！�
腐蝕，實(shí)際上，是一個(gè)長期和多因素共同參與的過程，雖然科研人員已經(jīng)設(shè)計(jì)了很多實(shí)驗(yàn)方法，根據(jù)短時(shí)間的測試結(jié)果來研究很好地理解、預(yù)測、設(shè)計(jì)腐蝕性質(zhì)。從材料制備和系統(tǒng)表征，總是伴隨著各種艱難和不確定。其實(shí)大自然已經(jīng)在文物上給我們做了很長時(shí)間、很復(fù)雜步奏的實(shí)驗(yàn)了。用我們現(xiàn)代的各種宏觀、微觀的實(shí)驗(yàn)方法，可能可以幫助我們理解很多平常實(shí)驗(yàn)觀察不到的過程。
(2)光子晶體
我曾經(jīng)認(rèn)識(shí)一位朋友，從博物館弄來一些五彩斑斕的甲殼蟲，專門研究其背上的有序的三維納米結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)，很有意思的工作。
我想，如果完全通過人工來研究光子晶體，樣品的質(zhì)量和尺寸、材料配方、每個(gè)實(shí)驗(yàn)操作，等等，都可能存在很多挑戰(zhàn)。
尤其是三維光子晶體，其制備的難度不用我說了。
我博士階段的固體物理研究所，有些所友通過往Al2O3多孔薄膜里填充材料來制備納米線，也有用來做光子晶體的，他們做得很厲害。不過從Al2O3多孔薄膜的制備（有序的納米級(jí)別的孔）、納米線材料的填充、到納米線的提取、表征，各個(gè)步驟都是復(fù)雜無比（至少對(duì)于我這種實(shí)驗(yàn)白癡）。
而且越是精巧的材料制備，限制條件往往很多，所以很多時(shí)候是需要好的團(tuán)隊(duì)和長期積累。這一點(diǎn)上，大家看看福建物構(gòu)所和北京理化所在非線性光學(xué)材料（KBBF）上是如何做到稱霸天下的，應(yīng)該會(huì)感觸很深。
(3)牙齒表面的研究
上各月，去聽了一個(gè)以色列Tel Aviv University的教授（記不清名字了）的報(bào)告，專門研究兔子、老鼠的牙齒表面，從而理解不同動(dòng)物、不同處理下的牙齒表面的牙垢形成情況。和甲殼蟲表面很像，非常漂亮的有序的納米三維網(wǎng)絡(luò)。人家還給老鼠、兔子刷牙，給它們的牙齒上涂層，讓它們快樂健康地生活一段時(shí)間后，最后用X-ray, STEM等方法瘋狂表征，對(duì)結(jié)果進(jìn)行各種對(duì)比，非常有意思。
本人心得：
當(dāng)你發(fā)現(xiàn)自己有牙垢很難處理掉，很可能就是這些納米表層已經(jīng)破壞了。小孩子身體長得快、又同時(shí)長牙的時(shí)候，鈣的吸收對(duì)這些牙齒表面的納米結(jié)構(gòu)可能會(huì)很重要，從而影響牙齒質(zhì)量。因此，多曬曬太陽或補(bǔ)充Vitamin-D，促進(jìn)鈣的自然吸收。
(4)高通量晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測
對(duì)于我們搞第一性原理的人來說，這個(gè)方向目前是比較火的，越來越多的人做。我以前看到一位非常有名的教授做報(bào)告，說他們組用密度泛函計(jì)算了某物質(zhì)2~3萬個(gè)結(jié)構(gòu)，篩選了一些能量比較低的，然后根據(jù)力學(xué)和振動(dòng)譜上的穩(wěn)定性，最終確定了8個(gè)結(jié)構(gòu)為possibly accessible，然后文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)其中5個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)上一二十年前就得到的，然后剩余3個(gè)結(jié)構(gòu)的能量明顯比那5個(gè)高。
唉，繞了一圈，又回到原點(diǎn)，背后剩下一堆用廢的CPU和漫天飄舞的電費(fèi)賬單。
所以，我現(xiàn)在做一些實(shí)際問題的研究，首先的目的是把實(shí)驗(yàn)上得到的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)完全理解透徹，看看能否解決問題，如果可以，那大可不必去做風(fēng)險(xiǎn)很大的“虛擬實(shí)驗(yàn)”。
當(dāng)然，結(jié)構(gòu)搜索是非常又意思，也及其又意義的研究方向。不過研究人員如果越來越多，貌似沒有太大必要，因?yàn)楹芏喾浅＝拥貧獾难芯糠较蚰壳斑�是非常缺少優(yōu)秀的材料計(jì)算研究人員的。（黃良鋒）
材料學(xué)研究：累了？那就換一只眼看世界 |
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