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峰回路转：论文上了杂志封面
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峰回路转：论文上了杂志封面
经过两个多月的辛苦努力，我们用聚碳硅烷制备多孔碳化硅的实验没有取得任何进展，我对聚碳硅烷方案的热情也随着时间的流逝在慢慢降温。冷静下来后，我就想：除了聚碳硅烷裂解外，生成碳化硅的方法还有很多，别的方法也应该可以在纳米颗粒外形成一层碳化硅。于是，又召集了组里仅有的几个人开会。
小组会上，小靳又提出气相沉积法和溶胶-凝胶法也可以制备碳化硅，他以前在碳材料室的时候看见有人做过，但不是做多孔碳化硅。对化学气相沉积法，我了解一些。这种方法制备出来的主要是碳化硅纳米颗粒，比表面积也不高。我让小靳讲了讲溶胶-凝胶法制备碳化硅的过程。这种方法主要采用正硅酸乙酯和酚醛树脂为凝胶前驱体。正硅酸乙酯分子中，一个硅原子和四个乙氧基（-OCH2CH3）相连。在水存在条件下，它可以发生水解，形成硅胶。酚醛树脂是由酚和甲醛缩聚形成的一类高分子物质，可以在酒精等溶剂中溶解。将正硅酸乙酯和酚醛树脂溶解在酒精中形成溶液，加入酸让正硅酸乙酯发生水解，溶液就变成了溶胶。再加入一些能促进硅胶分子交联的化学物质，溶胶就变成了一种类似果冻的透明凝胶。凝胶干燥后，在惰性气氛下加热，水和有机组分脱除，酚醛树脂发生炭化，形成一种由氧化硅和碳组成的均匀混合物。再继续升高温度，碳和氧化硅发生碳热还原反应，生成碳化硅。
听完小靳的介绍后，我觉得溶胶-凝胶法也可以制备多孔碳化硅。不是要形成溶胶吗？在溶胶凝固前加入纳米颗粒，使纳米颗粒和溶胶一起固化，这样纳米颗粒就可以镶嵌在凝胶中，或者说，在纳米颗粒表面裹上了一曾厚厚的果冻状凝胶。把这种纳米颗粒和凝胶复合物一起放进炉子中加热，碳热还原反应后生成的碳化硅就会附着在纳米颗粒的外表面，再除去纳米颗粒，不就得到中空的碳化硅球了吗？这种方法的基本思路还和我们前面用聚碳硅烷裂解制备多孔碳化硅是一致的。这又给了我一次证实自己“奇妙想法”的机会，我心中不禁又有点儿飘飘然了。
但是用来做模板的纳米氧化锌没有了，不能总问别人白要去。这时，我想起我读博士那会儿所里有好多人都在做纳米氧化铝，用的也是溶胶凝胶法。如果在氧化铝还处于溶胶阶段的时候，就把它和正硅酸乙酯等形成的溶液混合起来，等形成凝胶后不等于把氧化铝纳米颗粒均匀地分散到碳硅凝胶中了吗？这种方案需要的试剂，我们都有，所以很快就开始实验了。
由于有前几次失败的教训，所以我对这次能不能一次成功，也不敢奢望。碳热还原反应结束后，样品先在马福炉中烧掉没有反应的碳，然后用硝酸和氢氟酸洗去残留的氧化硅，最后得到的样品是浅绿色的。这回我们都觉得是碳化硅无疑了，因为想不出在我们的体系中还能有什么东西在硝酸和氢氟酸的长时间浸泡下可以幸存。而且，样品放进瓶子中后团成一团，非常轻，肯定是多孔碳化硅了。
接下来的事情就是表征，证明我们得到的样品确实是多孔碳化硅，比表面积多高，孔径怎样分布等。我们先做了个X射线衍射（XRD），证明它确实是碳化硅，没有其它杂质。我们又把样品送去测了一下比表面积和孔分布，结果更令人激动。样品的比表面积竟然有160平方米/克，这几乎是我们看过文献中最高的比表面积结果。而且样品在10纳米左右有一个比较集中的孔分布。看来，我们已经得到了我们想要的东西。不过，且慢，眼见为实！我们还需要在电子显微镜下看看，才能最终确定。
实验结果的变化有时就象股票价格一样，今天涨停让你快乐上了天，第二天又让你从天上一下子掉到地下室。我们的电镜结果就是这样，我们前几天激动的心情，一下子又降到了冰点。不过，既然选择了科学研究作为自己的职业，也就是选择了和失败结缘。正是因为有一次又一次失败的烦恼，才能一次又一次体会到成功的乐趣。
一阵失望过后，我又仔细看了看那些照片，觉得我们做了这么多工作应该不会白费。照片上显示的虽然不是多孔碳化硅，但却是纳米线，而且纳米线具有核-壳结构，如果弄清楚纳米线外面的壳是什么的话，也可以写一篇小文章。最后通过红外光谱研究，发现光谱图中有硅氧键（Si-O）的特征吸收，再结合文献，推测纳米线表面的壳层为氧化硅。同时，我们对没有经过酸洗的样品也进行了观察，发现照片中出现了很多白色的圆球，有的圆球下面还连着纳米线，看起来很象蘑菇,因此可以断定纳米线是通过气-液-固机理形成的。
要写文章，就得先想想我们的工作有什么特别之处。碳化硅纳米线早有人报道过，溶胶凝胶法制备碳化硅也不是我们的首创，那凭什么让人家发表你的文章？经过一番分析，我觉得我们在实验方法上的不同在于在碳硅二元凝胶形成过程中加入了铝溶胶。由于使用了铝溶胶，在碳热还原过程中就形成了一些非常细小的铝纳米颗粒，以这些纳米颗粒为催化剂长出来的纳米线因而具有更小的直径，所以也具有较高的比表面积。
文章写好后，因为觉得水平一般，也因为这是课题组成立后的第一篇文章，为保险起见就选了一个影响因子较低的杂志《材料科学快报》（Mater Sci Lett）。投过去后，没怎么修改就发表了。我们都很高兴，因为课题组从有几间空房子开始算起，成立也一年多了，现在总算有点“成果”了。
本以为这篇文章的事情就到此为止了，没想到过了一段时间后，传达室打电话说：有个从美国寄来的特快专递包裹，让我过去拿一下。我觉得很奇怪，我从来没去过美国，最近跟美国的同学或朋友也没有联系过，谁会给我寄东西呢？拿回来拆开一看，里面是《材料科学快报》的封面，有二十多份。开始我们都没有反应过来，不知道怎么回事，我们也没有预定过这东西。后来，还是我们组的小粱说：封面上这张照片跟我们碳化硅的电镜照片有点像。我仔细一看，可不是吗？就是我们那篇文章中的照片，原来我们文章中的照片被选为封面了！
《材料科学快报》的影响因子比较低，说明该杂志论文的引用率不高。现在我们这篇文章已经被其他人引用了将近20次，应该远远超过了该杂志论文的平均引用率。这说明，投稿时也不必过分追求高影响因子杂志，一般杂志上也能获得较高的引用率。
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封面图片:
照片中出现了很多白色的圆球，有的圆球下面还连着纳米线,看起来很象蘑菇
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