科學家建構出“不可能存在”的化合物

　　據美國物理學家組織網4月26日（北京時間）報道，加拿大、中國、土耳其、德國科學家組成的科研小組報告稱，他們合成出了一種之前被認為不可能存在的化合物——周期性中孔硅氫化合物，其在高溫下能轉為光致發光材料，可廣泛應用于太陽能設備等設備中，相關研究發表在最新出版的《美國化學學會》會刊上。

　　當原子結合形成化合物時，必須遵守某些鍵和價的規則，因此，很多化合物不可能存在。但也有一些遵循鍵和價規則的化合物，因其結構不穩定也被認為不可能存在。

　　科學家在一個含水的酸催化模板上合成出了該周期性中孔硅氫化合物（meso-HSiO1.5），其由一個類似蜂巢的晶格結構組成。從理論上講，這種結構中的中孔（蜂巢內的洞）在高熱下會坍塌，其結構會因此變得非常不穩定。但當科學家將模板移除后發現，這種“不可能存在”的化合物在300攝氏度下仍能保持穩定。科學家認為，氫鍵效應和空間效應（同原子間的距離相關）使中孔足夠堅硬，讓該材料在模板移除后仍能保持穩定。

　　該團隊的領導者、加拿大多倫多大學化學系教授杰弗瑞·厄津解釋說，這種特性同模板無關，而同硅氫化合物中O3SiH單元間固有的氫鍵有關，彌散于孔隙壁的硅烷醇（O3SiOH）也很堅硬，足以給該化合物提供充足的機械強度，讓其多孔性“毫發無傷”。

　　科學家還發現，在300攝氏度以上的高溫下，這種中孔材料的形態會發生變化，轉變為光致發光材料——光致發光硅納米晶體，科學家可將其內嵌于硅—二氧化硅納米復合材料內，使得到的納米復合材料保持住其周期性的多孔結構。另外，該納米晶體的光致發光性質能通過改變熱處理方法得以控制，可將其用于發光設備、太陽能設備和生物傳感設備的研制中。

　　厄津指出，也可用周期性中孔硅氫化合物當作固體反應“盒子”，在其內部進行各種化學反應，制造出無數新材料。“最新發現是科學界的驚喜，在化學合成領域，我們永遠不應該說不可能。”