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墨爾本，14000英尺的高的飛機(jī)上，Mattias Bjornmalm和他的伙伴們有些不安地等待著跳傘教練的指令。

看起來(lái)似乎和普通的跳傘體驗(yàn)者毫無(wú)二致，但Mattias Bjornmalm和他們的伙伴們卻不是為跳傘的緊張刺激而來(lái)，他們有著更為神秘的目的——要在下降的過(guò)程中做一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

這可不是什么科學(xué)真人秀的橋段。Mattias Bjornmalm是墨爾本大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院的一個(gè)博士生，他們手中握著自制的簡(jiǎn)易反應(yīng)裝置，一旦自由落體開(kāi)始，他們要在緊張刺激中啟動(dòng)這個(gè)化學(xué)反應(yīng)。

這是一個(gè)什么樣的科研？

Mattias Bjornmalm所在的科研小組正在用這個(gè)跳傘實(shí)驗(yàn)來(lái)證明重力是如何影響金屬-有機(jī)框架（MOF）晶體的形成。這項(xiàng)研究的主持人是材料科學(xué)家Joseph Richardson。

MOF是近些年來(lái)化學(xué)領(lǐng)域的一大研究熱門(mén)，所謂的MOF，其實(shí)是一大類(lèi)特殊的配位聚合物，具有三維的孔結(jié)構(gòu)，一般以金屬離子為連接點(diǎn)，有機(jī)配位體支撐構(gòu)成空間3D延伸。系沸石和碳納米管之外的又一類(lèi)重要的新型多孔材料。其最重要的特點(diǎn)就是超高的比表面積，一小勺MOF粒子的表面攤開(kāi)來(lái)甚至有足球場(chǎng)大小。它在催化、儲(chǔ)能、醫(yī)藥等領(lǐng)域都展現(xiàn)出了巨大應(yīng)用前景。

影響MOF晶體結(jié)構(gòu)的因素很多，比如溫度、溶劑、添加劑等等，而另外一個(gè)重要的影響因素——重力——?jiǎng)t往往被忽略。Joseph Richardson希望能夠針對(duì)重力對(duì)MOF晶體形成機(jī)理做出更詳細(xì)的探究，只有搞清這些機(jī)理，反過(guò)來(lái)才能指導(dǎo)科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)性能更加優(yōu)異的MOF。

以往的研究表明，離心造成的超重環(huán)境下MOF呈現(xiàn)無(wú)定形，Joseph Richardson則想知道另一個(gè)極端——失重環(huán)境下，形成的MOF會(huì)有什么不同？但是，要想獲得長(zhǎng)時(shí)間的失重條件可不容易。在國(guó)際空間站上騰個(gè)地方做點(diǎn)實(shí)驗(yàn)？不是不可以，但成本極其巨大。無(wú)人機(jī)？熱氣球？卻無(wú)法人為啟動(dòng)化學(xué)反應(yīng)。Joseph Richardson最終想到了跳傘，當(dāng)他在組會(huì)上說(shuō)出這個(gè)提議之后，他的博士生，Matthew Faria， Fabio Lisi勇敢地站了出來(lái)，于是便有了這一場(chǎng)跳傘化學(xué)實(shí)驗(yàn)之旅。

科學(xué)也瘋狂！

他們知道自己的行為有多么瘋狂。雖然身為熱血沸騰的無(wú)畏少年，Mattias Bjornmalm也承認(rèn)跳傘前非常緊張。不過(guò)，比起跳傘本身所帶來(lái)的緊張，他們更擔(dān)心的是是否能獲得有效的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

Mattias Bjornmalm在起跳前的緊張之情溢于言表

幸虧進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的是一行三人，因?yàn)橛幸粋€(gè)樣品在跳傘過(guò)程中便受到了損壞。在自由落體開(kāi)始的瞬間，他們讓兩種溶液彼此混合以產(chǎn)生MOF。平安到達(dá)地面后，等待在地面的同組人員Junling Guo馬上趕過(guò)來(lái)并接過(guò)樣品進(jìn)行后續(xù)的處理與測(cè)試。

最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，失重環(huán)境下的MOF的尺寸的確有著明顯的不同。

之所以會(huì)有這種現(xiàn)象，研究者也提出了一定的解釋。簡(jiǎn)單地來(lái)說(shuō)，失重環(huán)境下，重力造成的MOF粒子移動(dòng)趨勢(shì)要小的多，而擴(kuò)散則占了主導(dǎo)地位。因此，單體重排現(xiàn)象更加明顯，所形成的晶體尺寸也更大。研究者們進(jìn)一步整理了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，相關(guān)研究發(fā)表在今年的《European Journal of Inorganic Chemistry》。

當(dāng)然，利用重力來(lái)控制MOF晶體僅僅停留在理論階段，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)暫時(shí)沒(méi)有多大的借鑒意義。但任何一種機(jī)制和理論的發(fā)現(xiàn)都具有著科學(xué)意義，只是人們目前的認(rèn)知水平左右著這個(gè)意義的大小，但這并不影響人們想要去發(fā)現(xiàn)它的動(dòng)力。人類(lèi)知識(shí)寶庫(kù)越發(fā)龐大，人類(lèi)所能改造世界造福自己的能力就會(huì)越發(fā)巨大，這就是科學(xué)的魅力所在。Joseph Richardson用他們勇敢的行為向人們展示了科學(xué)工作者們?cè)谔綄ふ胬磉^(guò)程中的大無(wú)畏精神。誠(chéng)所謂“朝聞道夕死可矣?！痹诔浞直ＷC自身安全的情況下，科研界需要這樣勇敢的人！

參考文獻(xiàn)：

Richardson, J. J.; Liang, K.; Lisi, F.; Bj?rnmalm, M.; Faria, M.; Guo, J.; Falcaro, P., Controlling the Growth of Metal-Organic Frameworks Using Different Gravitational-Forces. European Journal of Inorganic Chemistry 2016, DOI: 10.1002/ejic.201600338