【大紀元2012年12月18日訊】（大紀元記者于濤紐約報導）近日，來自石溪大學(Stony Brook University)的地球科學系和物理與天文學系的研究者通過理論研究，確定了重要高能密度材料，硼氫化鎂(Magnesium borohydride，分子式Mg(BH4)2)正確的晶體結構。這個國際研究小組由華裔研究員周向風(音譯，Xiang-Feng Zhou)和奧加諾夫(Artem R. Oganov)教授主持，他們的研究成果於12月13日在物理學評論通訊(Physical Review Letters)上發表。
周向風介紹說，實驗通常被看作是正確獲得分子晶體結構的常規手段，不過他們的研究成功推翻了此前實驗測定的硼氫化鎂晶體結構。奧加諾夫教授則介紹說，硼氫化鎂中氫元素質量含量高達15%，因此成為了非常重要的一種能源材料。
硼氫化鎂晶體結構的幾種衍生形態的數據可通過常規的高質量粉末衍射(powder diffraction)方法獲得。石溪大學的研究者們使用奧加諾夫教授突破性的新方法進行晶體結構研究，希望能找到硼氫化鎂在不同條件下最穩定的晶體結構。
出人意料的是，周向風在研究中發現理論上預測的晶體形態中並沒有包括實驗學者們提出的結構。通過進一步的調查，他發現實驗提出的晶體結構在理論上非常不穩定，甚至會由於原子的熱運動解體，從而無法支撐正常的晶格振動。這一結果說明實驗提出的結構即使作為亞穩定狀態也是不可能存在的。
通過對理論預測結構和實驗結果進行衍射分析對比，周向風發現兩者竟然符合得非常完美。隨後他又發現了第三種能夠解釋實驗數據的結構。儘管此前實驗學者們提出的方案已經被理論分析排除，但周發現的其他兩種結構則可以很好地解釋另一難解的實驗現象，即硼氫化鎂存在兩種幾乎無法被區分的晶體形態。周和同事通過研究確定了這些形態中的部分結構細節（見示意圖）。
周向風說，高質量的實驗數據無法正確預測相當簡單的分子晶體結構，這實在令人吃驚，而發現完全不同的晶體結構能夠給出完全相同的衍射分析結果，這也是他們所沒有想到的。如果這是事實，那麼理論分析就能夠在確定晶體結構方面扮演更重要的角色。
奧加諾夫教授說，晶體結構是目前科學家理解材料特性的基礎，能夠預測晶體結構是這一時代科學上的一大突破，其重要性將在發現新材料方面得到證實。
（責任編輯：索妮雅）
