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

看起來似乎和普通的跳傘體驗者毫無二致，但Mattias Bjornmalm和他們的伙伴們卻不是為跳傘的緊張刺激而來，他們有著更為神秘的目的——要在下降的過程中做一個化學(xué)實驗。

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)院的一個博士生，他們手中握著自制的簡易反應(yīng)裝置，一旦自由落體開始，他們要在緊張刺激中啟動這個化學(xué)反應(yīng)。

這是一個什么樣的科研？

Mattias Bjornmalm所在的科研小組正在用這個跳傘實驗來證明重力是如何影響金屬-有機框架（MOF）晶體的形成。這項研究的主持人是材料科學(xué)家Joseph Richardson。

MOF是近些年來化學(xué)領(lǐng)域的一大研究熱門，所謂的MOF，其實是一大類特殊的配位聚合物，具有三維的孔結(jié)構(gòu)，一般以金屬離子為連接點，有機配位體支撐構(gòu)成空間3D延伸。系沸石和碳納米管之外的又一類重要的新型多孔材料。其最重要的特點就是超高的比表面積，一小勺MOF粒子的表面攤開來甚至有足球場大小。它在催化、儲能、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，而另外一個重要的影響因素——重力——則往往被忽略。Joseph Richardson希望能夠針對重力對MOF晶體形成機理做出更詳細(xì)的探究，只有搞清這些機理，反過來才能指導(dǎo)科學(xué)家們設(shè)計性能更加優(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)無定形，Joseph Richardson則想知道另一個極端——失重環(huán)境下，形成的MOF會有什么不同？但是，要想獲得長時間的失重條件可不容易。在國際空間站上騰個地方做點實驗？不是不可以，但成本極其巨大。無人機？熱氣球？卻無法人為啟動化學(xué)反應(yīng)。Joseph Richardson最終想到了跳傘，當(dāng)他在組會上說出這個提議之后，他的博士生，Matthew Faria， Fabio Lisi勇敢地站了出來，于是便有了這一場跳傘化學(xué)實驗之旅。

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畏少年，Mattias Bjornmalm也承認(rèn)跳傘前非常緊張。不過，比起跳傘本身所帶來的緊張，他們更擔(dān)心的是是否能獲得有效的實驗結(jié)果。

Mattias Bjornmalm在起跳前的緊張之情溢于言表

幸虧進行實驗的是一行三人，因為有一個樣品在跳傘過程中便受到了損壞。在自由落體開始的瞬間，他們讓兩種溶液彼此混合以產(chǎn)生MOF。平安到達地面后，等待在地面的同組人員Junling Guo馬上趕過來并接過樣品進行后續(xù)的處理與測試。

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

之所以會有這種現(xiàn)象，研究者也提出了一定的解釋。簡單地來說，失重環(huán)境下，重力造成的MOF粒子移動趨勢要小的多，而擴散則占了主導(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。研究者們進一步整理了實驗結(jié)果，相關(guān)研究發(fā)表在今年的《European Journal of Inorganic Chemistry》。

當(dāng)然，利用重力來控制MOF晶體僅僅停留在理論階段，對實際生產(chǎn)暫時沒有多大的借鑒意義。但任何一種機制和理論的發(fā)現(xiàn)都具有著科學(xué)意義，只是人們目前的認(rèn)知水平左右著這個意義的大小，但這并不影響人們想要去發(fā)現(xiàn)它的動力。人類知識寶庫越發(fā)龐大，人類所能改造世界造福自己的能力就會越發(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)工作者們在探尋真理過程中的大無畏精神。誠所謂“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：

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