大国院士 第二百三十九章：化学的未来（1/2）

    碳酸乙烯，别名碳酸乙烯酯、1，3-二氧戊环-2-酮、1，3-二氧杂环戊酮碳酸乙烯酯.....

    其化学分子式是‘c3h4o3’，室温时为结晶固体，但当温度大于35c时则变成透明无色液体。是一种性能优良的有机溶剂，可溶解多种聚合物。用于化肥、纤维、制药及有机合成等行业。

    作为一名材料科研人员，徐川对于碳酸乙烯这种化合物有着一些了解，不过不算很多。

    毕竟他上辈子的材料研究主要集中在物理材料方面，而碳酸乙烯属于化学材料的范畴。

    不过对他来说，了解一种材料的性质，并寻找到另一种能控制它的添加剂，并不是很难的事情。

    万物相生相克，材料也一样。

    不同的材料有着不同的化学性质和物理性质，分子与分子之间的交融，在无序中寻找有序，在纷繁复杂中寻找简单和美，或毁灭、或新生。

    譬如非晶合金材料，看起来坚硬无比，然而它没有绝对的有序，在永不停歇的流动中，就如梵高的《星空》一种，你仔细看，它在看似不动中永动。

    这正是材料学的魅力。

    ......

    “碳酸乙烯：分子式为c3h4o3，分子结构中摩尔折射率为，表面张力为，偶极距为10-2?cm3，极化率....”

    “氢键供体数量:0、氢键受体数量:3、可旋转化学键数量:0、互变异构体数量:无、拓扑分子极性表面积、共价键单元数量:.....”

    “能与40c以上的热水、醇、苯、氯彷、乙酸乙酯、乙酸等物品混溶。在干燥的醚、二硫化碳、四氯化碳、石油醚等中难溶......”

    实验室中，徐川一点一点的将有关于的碳酸乙烯的资料全都罗列出来。

    无论是它的化学物理性质，亦或者是以往的各种研究。

    这些东西对于寻找控制碳酸乙烯的材料有着很大的帮助。

    其实寻找一种控制碳酸乙烯的材料，他完全可以去找其他的化学研究员帮忙。

    以那些常年沉浸于此道的化学材料研究员来说，找出数种符合要求的材料并不是什么太难的事情。

    不过徐川有另外的想法，他想尝试一下，看看数学，能不能融入到材料学计算中去。

    正如此其他人猜测他研发抗核辐射材料和锂电池材料依靠的是强大的数学能力一样。

    只有他自己才知道并不是。

    而今天，徐川想的就是踏出这一步，利用数学来帮助自己完成这项工作。

    对于化学反应来说，在课本上是一行行的化学公式变换，在实验室中，是旧化学键的断裂和新化学键的形成。

    比如氧化还原反应的本质是原子核外电子的得失，原子本身的结构发生改变。

    而复分解反应的本质是原子重排，即多个原子的排列组合方式发生变化。

    但实际上，它更深层的本质，是电子云的流动。

    判断一个化学反应是否能发生，要从热力学、动力学、焓变、熵变、自由能（gibbs自由能）、活化能等各方面来确认。

    其实严格来说，目前化学的发展并不完善。

    因为我们很多时候就连最简单的化学反应都没法用理论解释清楚，所以很多理论都是唯象的。

    如果循着化学的解释链回朔，最终还是会归于物理学的解释上。

    因此物理学才是自然科学中最基础的学科（数学不是自然学科！）。

    很多人误以为化学才是最基础的，是因为像化学键本质上说一种电性作用，属于四大基本力中的电磁相互作用。化学反应的进行也跟分子的运动，碰撞有关。

    当然，化学的潜力很深，有着深挖的巨大价值。

    而如果从化学的深层本质来看，数学毫无疑问是可以应用上的。

    比如最常见的化学反应速率，就可以通过微积分方程来描述。数学方程可以使用数值方法求解，以确定反应速率常数和其他参数。

    比如使用波函数理论、群论等来描述电子结构和反应机制。

    亦或者分子动力学模拟，通过一种计算机数学来彷真研究物质运动规律。涉及到大量微积分、概率统计以及优化算法等方面的知识。

    此外，还有热力学、分析化学等各方面的东西，都可以通过数学来进行。

    从理论上来说，如果知晓了需要进行化学反应的材料相关信息与条件，是完全可以通过数学来模拟整个反应的全过程的。

    这听起来很不可思议，但理论可行。

    当然，实际上这是一件不可能的事情，至少现在是不可能的。

    而徐川想做的，就是朝着这件不可能的事情去尝试迈出第一步。

    碳酸乙烯，就是一个很好的试验目标。

    ......

    “考虑电解液使用的高分子溶剂和正负极材料，用于控制碳酸乙烯的添加剂的可选范围并不算很多。”

    “碱类化合物与醇类化合物大部分基本都可以排除，这些化合物会与碳酸乙烯反应后生成各种对电池有害的物质，腐蚀正负极不说，还无法循环。”

    “那么剩下的可选性并不算很多，酮类、氟化类、环类部分材料可以考虑进行。”

    “再根据可逆性条件进行筛选，以羰基与两个烃基相连的酮类化合物是个不错的选择。”

    “不过酮类的范围还是太大了，得收缩一下......”

    实验室中，徐川一个人喃喃自语个不停，手中的圆珠笔也在a4稿纸上不断的记录着一项项的数据。

    他在依据一些基础的化学反应来先对可用添加剂做一个大致的筛选，然后再来通过数学进行反应模拟和挑选。

    这是条很有挑战的路，虽然并非无人踏及，但开拓的并不深；那看得到尽头的小路，未知的迷雾中荆棘丛生，需要一个人鼓起勇气前进。

    好在，他从来都不缺少探索和直面困难的勇气。

    ......

    实验室中，徐川不断的完善着自己的理论与数据。

    另一边，针对新型人工sei薄膜的以及碳酸乙烯含量的测试也在不断的进行中。

    时间一眨眼就过去了五六天。

    当徐川依旧还在寻找适合的材料时，川海材料实验室这边的测试已经基本都做完了。