【大纪元2012年12月18日讯】（大纪元记者于涛纽约报导）近日，来自石溪大学(Stony Brook University)的地球科学系和物理与天文学系的研究者通过理论研究，确定了重要高能密度材料，硼氢化镁(Magnesium borohydride，分子式Mg(BH4)2)正确的晶体结构。这个国际研究小组由华裔研究员周向风(音译，Xiang-Feng Zhou)和奥加诺夫(Artem R. Oganov)教授主持，他们的研究成果于12月13日在物理学评论通讯(Physical Review Letters)上发表。
周向风介绍说，实验通常被看作是正确获得分子晶体结构的常规手段，不过他们的研究成功推翻了此前实验测定的硼氢化镁晶体结构。奥加诺夫教授则介绍说，硼氢化镁中氢元素质量含量高达15%，因此成为了非常重要的一种能源材料。
硼氢化镁晶体结构的几种衍生形态的数据可通过常规的高质量粉末衍射(powder diffraction)方法获得。石溪大学的研究者们使用奥加诺夫教授突破性的新方法进行晶体结构研究，希望能找到硼氢化镁在不同条件下最稳定的晶体结构。
出人意料的是，周向风在研究中发现理论上预测的晶体形态中并没有包括实验学者们提出的结构。通过进一步的调查，他发现实验提出的晶体结构在理论上非常不稳定，甚至会由于原子的热运动解体，从而无法支撑正常的晶格振动。这一结果说明实验提出的结构即使作为亚稳定状态也是不可能存在的。
通过对理论预测结构和实验结果进行衍射分析对比，周向风发现两者竟然符合得非常完美。随后他又发现了第三种能够解释实验数据的结构。尽管此前实验学者们提出的方案已经被理论分析排除，但周发现的其他两种结构则可以很好地解释另一难解的实验现象，即硼氢化镁存在两种几乎无法被区分的晶体形态。周和同事通过研究确定了这些形态中的部分结构细节（见示意图）。
周向风说，高质量的实验数据无法正确预测相当简单的分子晶体结构，这实在令人吃惊，而发现完全不同的晶体结构能够给出完全相同的衍射分析结果，这也是他们所没有想到的。如果这是事实，那么理论分析就能够在确定晶体结构方面扮演更重要的角色。
奥加诺夫教授说，晶体结构是目前科学家理解材料特性的基础，能够预测晶体结构是这一时代科学上的一大突破，其重要性将在发现新材料方面得到证实。
（责任编辑：索妮雅）
