上海的晨光带着初秋的凉意,斜斜切进新材料实验室,在地板上投下一道长长的光影。
陆研新站在实验台旁,指尖捏着一支马克笔,对着墙上贴满的“材料研发闭环图”反复摩挲——图上从“理论驱动”到“应用产业化”的流程箭头,已经被他用不同颜色画了三道,红色箭头停在“第十重波动性能评估”的方框旁。
旁边密密麻麻写满了失败原因:“晶界结合力不足”“铈铋配比失衡”“晶格间距波动过大”。
“博士,你又对着图发呆啦!”元宝叼着一个金属制的高通量样品架,迈着小碎步跑过来,架子上整齐排列着12个透明的石英样品槽,每个槽上都贴着空白标签。
它把样品架放在实验台中央,鼻尖顶着最左侧的样品槽,意识传音里满是按捺不住的干劲:“孙洁姐昨天晚上还跟我‘说’,这个‘批量试错’的架子能一次装12种配比,比你之前一天试一种快十倍!今天我们肯定能把第十重波动的箭头画完!”
陆研新低头看着元宝亮晶晶的眼睛,伸手揉了揉它耳后柔软的绒毛,指尖顺势点在流程图的“材料计算与设计”环节——那里贴着一张打印出来的材料基因数据库截图,云南石料的元素成分表、铈元素的晶格常数、铋元素的毒性阈值,都用不同颜色的荧光笔标得清清楚楚。
“之前我们是‘炒菜式’试错,一种配比磨粉、压制、测试,一套流程下来要八九个小时,一天最多试两种,效率太低了,”他打开电脑,屏幕上弹出第一性原理计算软件的界面,密密麻麻的原子模型正在缓慢旋转,“现在先用第一性原理算,从电子结构层面预测铈铋的最优配比区间,再用高通量批量制备,能省一半时间。”
元宝凑到电脑屏幕前,小脑袋随着原子模型的旋转轻轻晃动,鼻子时不时对着屏幕嗅一嗅,像是能闻到数据里的元素味道。
突然,它猛地抬起头,耳朵竖得笔直,意识传音里带着急促的警惕:“博士!这个配比不对!有股‘涩涩’的味道,跟上次铋元素超标的样品味道一模一样!”
陆研新顺着元宝的视线看去,屏幕上AI预测的一组配比——“铈0.005%+铋0.001%”,正用红色字体闪烁着。他心里一紧,立刻调出之前的失败记录,果然,半个月前试过的一组相似配比,就是因为铋元素残留过高,导致第十重波动时基材晶界直接崩裂。
“还好有你这个‘活体元素检测仪’,”他笑着拍了拍元宝的脑袋,手指在键盘上飞快敲击,将铈元素的比例从0.005%上调到0.008%,“机器算的时候只看理论数据,没考虑我们云南石料里的铈元素实际纯度是99.2%,得把这个误差算进去。”
调整完参数,陆研新起身走到原料柜前,取出一袋云南石料粉末和一小瓶铈粉。
元宝立刻跟过来,蹲在他脚边,眼睛盯着电子天平:“博士,我帮你盯称量!上次你手抖,少加了0.0002g铈粉,样品最后裂了。”陆研新笑着点头,将石料粉末倒入称量皿,天平显示屏上的数字稳定在10.0000g时,元宝立刻传音:“到了到了!石料够了!”他又拿起铈粉瓶,小心翼翼地倾倒,当数字跳到0.0080g时,元宝再次喊停:“铈粉够了!这次肯定准!”
批量制备样品时,陆研新将混合好的原料分成12等份,分别倒入高通量样品架的12个槽中。
元宝蹲在样品架旁,鼻子几乎贴到每个样品槽上,像个专业的筛选员,挨个儿仔细嗅闻:“1号样品纯纯的,没有杂味!2号有点铋味,肯定是原料没混均匀!3号铈的香味刚好,不浓不淡!4号……4号有股土味,是不是石料里掺了杂质?”
它一边闻,一边用爪子轻轻拍打有问题的样品槽,做上标记。
陆研新根据元宝的“嗅觉反馈”,逐一检查每个样品槽——2号样品果然是原料混合时搅拌不够,他用牙签重新搅拌均匀;4号样品里确实混了一点细小的泥沙,是上次倒石料时不小心掉进去的,他用镊子小心挑了出来。
最后,在元宝的帮助下,他们筛选出3个潜力样品:3号、8号、10号,这三个样品的味道最纯,没有杂味,铈和铋的味道比例也刚好符合理论计算值。
“好了,准备启动第十重波动测试,”陆研新将高通量样品架放进恒温恒湿测试台,关好舱门,屏幕上立刻显示出实时温度、湿度和压力参数:温度25.0c,湿度32%,压力0.8mpa,这些都是他们之前无数次失败后总结出的最优参数。
元宝跳上操作台,爪子搭着xRd衍射仪的显示屏,眼睛紧紧盯着屏幕:“博士,启动吧!我帮你盯晶界数据!”
陆研新按下启动按钮,测试台内的基材样品瞬间亮起柔和的淡青色荧光,高通量测试系统同时对3个样品进行监测。xRd衍射仪的屏幕上,三条衍射曲线同时出现,峰位清晰而尖锐。
元宝盯着屏幕,实时传音报数据:“3号样品晶界峰位稳!8号样品晶格间距有点小,比理论值小了0.002nm!10号样品……10号样品的铋元素峰跳出来了!铋超了!”
陆研新立刻暂停测试,调出10号样品的制备记录——果然,称量时他分心看了一眼手机,铈粉只加了0.0075g,比标准值少了0.0005g,导致铋元素没有被完全中和。“看来还是不能分心,”他笑着摇了摇头,重新称量铈粉,补做了3个样品,这次元宝全程盯着他的手,连眼睛都没眨一下,直到样品制备完成。
就在这时,实验室的门被推开,传来一阵熟悉的脚步声。陆研新抬头一看,是他们的合作伙伴——中科院材料所的陈教授,手里拎着一个银色的便携式拉曼光谱仪,肩上还挎着一个黑色的仪器箱。
“研新,按你昨天电话里说的,我把拉曼仪带来了,”陈教授放下仪器,笑着说,“这个能实时监测晶体的振动频率,晶界有没有裂痕、晶格有没有缺陷,峰位一测就知道,比你那个‘狗鼻子’还精准。”
元宝立刻不满地对着陈教授低吼一声,意识传音里带着委屈:“我的鼻子也很准!上次就是我闻出铋元素超标的!这个‘光鼻子’能闻出晶界好不好?”
陈教授被它逗笑了,蹲下来揉了揉它的头:“好好好,你的鼻子最准,这个仪器是帮你查漏补缺的,你们俩配合,才是最厉害的。”
第十重波动测试再次启动,陈教授打开拉曼光谱仪,将激光探头对准3号样品。屏幕上,一条光滑的曲线慢慢出现,峰位稳定在1580cm?1左右,没有任何偏移。
“晶界结合力达标!晶格质量很好!”陈教授激动地说,“你看,峰位只偏移了0.1cm?1,远低于0.5cm?1的合格标准!”
陆研新猛地站起来,眼里满是兴奋。元宝围着测试台转圈,尾巴摇得像朵盛开的花,意识传音里满是欢呼:“第十重过了!我们的闭环图能画完啦!3号样品最厉害!我就知道它能行!”
陈教授指着墙上的流程图,眼里满是赞许:“从计算设计到高通量筛选,再到拉曼实时表征,最后根据结果反馈优化,你这一人一狗,把现代材料研发的闭环完全走通了!”
又接着说:“比我们实验室的研究生团队效率还高。”
陆研新拿起3号样品,走到居里夫人的画像前,轻声说:“您当年在棚屋里提炼镭,用了四年时间才从八吨沥青里找到零点一克镭。如果您当年有高通量设备和拉曼仪,肯定能少走很多弯路。”
傍晚时分,夕阳的余晖透过窗户,把实验室染成了温暖的金色。
陆研新坐在实验台旁,手里拿着马克笔,在“第十重波动性能评估”到“应用与产业化”的箭头旁画了一个圆满的圈,旁边写上:“第十重波动突破!关键:高通量筛选+拉曼实时表征+犬鼻嗅觉辅助。”
元宝趴在样品架旁,看着陆研新写完,叼起3号样品,小心翼翼地放在居里夫人的画像前,意识传音里满是坚定:“博士,以后我帮你闻样品、盯数据、做筛选,我们一起把科研的闭环走得稳稳的!下次我们就能做产业化样品,孙洁姐的珠宝工作室就能用我们的灵石做首饰啦!”
陆研新揉了揉元宝的耳朵,指尖划过样品架上的12个样品槽——每个槽里的样品都泛着淡淡的微光,像一串完成闭环的脚印。
他知道,这条材料模拟天劫生成灵石的路,从最初的“孤勇探索”,到现在的“闭环前行”,离不开现代科研方法论的支撑,更离不开身边这只毛茸茸的“神助攻”。
窗外的天色渐渐暗了下来,实验室的灯亮了起来,照亮了墙上的流程图,也照亮了一人一狗专注的身影。
陆研新打开电脑,开始撰写实验报告,元宝趴在他脚边,慢慢闭上眼睛,梦里还在对着样品架低吼,像是在守护着他们来之不易的成果。