第(2/3)頁 “我想建立一個完整的稀土催化劑電子結構模型,用在位庫侖作用校正的密度泛函理論來進行計算,或許可以解開這個謎團?!? “老楊,你這有點玩得太大了吧?”高凡瞠目結舌地說。 楊凱說的思路,高凡是懂的。也正因為他懂,所以他才知道這件事有多大的價值,同時有多大的難度。 稀土催化在學術界和產業界都是一個熱門話題,大家都試圖破解稀土催化的原理,以便開發出性能更優越的稀土催化劑。 許多學者的研究,都局限于理論猜想,比如認為稀土元素的順磁性結構對鄰一對位氫轉換反應有正向影響,從而推測氧化鏑、氧化鉺有較大的活性,而氧化鑭則活性不足。 理論猜想的缺陷,在于無法精確定量。人們只能通過實驗來尋找稀土催化劑的最佳配比,而這樣做的成本是非常巨大的。 楊凱的思路,是用目前國際上剛剛興起不久的計算量子化學方法,用數學模型來模擬稀土元素的催化作用,用以指導稀土催化劑的開發。 量子化學,簡單地說就是把化學研究的方法回歸到化學反應的本質,從原子核與電子這個層次來研究分子間的相互關系,例如,原子核外圍有多少個電子,這些電子如何旋轉,電子之間如何發生相互作用,這些相互作用又會如何導致原子的結合。 如果能夠把這些問題都歸納為數學公式,則只需要通過數學計算,就能夠分析出化學反應的過程,并預測出化合物的性質。 由于采用這種方法并不需要真正地做實驗,學者們就可以任意地提出化學反應的思路,并從模型上加以論證。等到論證完成,再做實驗驗證,這可以極大地節約時間和費用成本。 量子化學的起源,可以追溯到20世紀的20年代,但直到60年代,隨著計算機的普及,科學家們才得以真正地完成這些復雜的計算,從而進入了一個被稱為計算量子化學的階段。 在后世,這種研究方法可謂是家喻戶曉,好吧,我是指在化學家的圈子里家喻戶曉,對于普通人來說,這種方法簡直比天書還復雜。 高凡是懂得這種方法的,他還知道,后世計算量子化學的模型計算需要借助每秒運算幾千萬億次的超級計算機來完成。而現在楊凱能夠依靠的,只是一臺每秒運算100萬次的所謂中型計算機,而且獲得一個機時還需要排五個小時的隊。 這相當于拿著弓箭琢磨登月的事情,太過超前了吧? 第(2/3)頁