陈默那番“灵魂拷问”,像一场突如其来的暴风雨,将林浩心中刚刚因为获得完美数据而燃起的喜悦和骄傲,冲刷得一干二净。
他像一个刚刚打赢了一场漂亮胜仗、正准备接受封赏的士兵,却被将军告知,你只是赢了前哨战,真正的、决定生死的主战场,你甚至连门都没摸到。
巨大的失落感过后,是一种更深层次的、令人战栗的清醒。
他第一次深刻地意识到,做出一个好数据,仅仅是万里长征的第一步。真正的科研,是在这之后,那条通往“为什么”的、漫长而又艰辛的探索之路。一个无法被解释的、漂亮的现象,在科学的世界里,与一次偶然的、无法重复的运气,没有本质区别。
“我明白了,老师。”林浩深吸一口气,压下心中的所有杂念,眼神重新变得专注,“我要去解剖我的‘孩子’,看看它的五脏六腑到底有什么不一样。”
他接受了陈默布置的新任务,开始了他“法医”般的解剖工作。
第一个挑战,就是用扫描电子显微镜(SEm),观察Lm-101样品的断口形貌。
林浩对SEm已经不再陌生,他熟练地将那几根在压缩中断裂的样品粘在样品台上,放入真空镀膜仪中,为它们穿上一层薄薄的“黄金甲”以增强导电性。然后,他将样品送入SEm那冰冷的真空室。
当电子束扫过断口表面,在电脑屏幕上呈现出放大数千倍的微观世界时,他还是被眼前的景象所震撼。
普通脆性非晶合金的断口,林浩在文献里见过无数次。那是一种相对单调的、充满了“死亡气息”的形貌,主要由大片的、如同河流冲刷痕迹的“河流状花样”和光滑的、如同玻璃断口般的“解理面”构成。每一个特征,都在无声地诉说着一件事:裂纹在这里,以一种极快的、几乎没有任何阻碍的方式,灾难性地扩展,最终导致了材料的瞬间崩坏。
而Lm-101的断口,则完全是另一番景象。
那根本不是一个简单的断裂面,那是一个……极其复杂的、充满了生命力和挣扎痕迹的“战场遗迹”。
在SEm的图像中,整个断口上,几乎看不到大片的“解理面”。取而代之的,是如同热带雨林中盘根错节的藤蔓、又像是人体内密密麻麻的毛细血管网一样的、致密而又相互交织的“脉状花样”。这些“脉络”的密度,比他看过的任何文献里的都要高得多,它们层层叠叠,互相缠绕,仿佛在断裂的最后一刻,仍在进行着殊死的抵抗。
而在这些“脉络”的交汇处,还点缀着大量熔融后又重新凝固的、如同清晨荷叶上的露珠般的“粘滞液滴”。这说明,在断裂的瞬间,局部发生了剧烈的温升,温度甚至超过了材料的熔点,使其发生了短暂的液化。
林浩感觉自己不像是在观察一块冰冷的金属,而是在欣赏一幅充满了后现代主义风格的、狂野而又充满张力的抽象画。他更换了不同的样品,观察了不同的区域,得到的,都是同样复杂而又瑰丽的景象。
“老师,您快来看!”林浩激动地喊道,他将这些他所见过的、最美的照片保存下来,拿给陈默看,“它的断口,好像……特别复杂。”
陈默闻声走了过来,他扶了扶眼镜,仔细地看着屏幕上的每一张照片。他的表情,一如既往的平静,但林浩能从他那微微眯起的眼睛里,看出一丝不易察觉的兴奋。
“嗯。”他点点头,用鼠标的滚轮,将其中一张照片放到了更大的倍数。
“看到了吗?”他指着屏幕上那些高密度的“脉状花样”和“粘滞液滴”,“这些,都是材料在断裂的瞬间,因为剧烈的塑性变形而导致局部温度急剧升高、材料发生粘性流动的证据。”
“这说明什么?”林浩追问道,他感觉自己像一个跟着福尔摩斯探案的华生,迫切地想知道谜底。
“这说明,”陈默在其中一张照片上,用鼠标画了几个圈,“在我们的Lm-101断裂之前,它的内部,并非像普通非晶那样,只萌生了一条或几条致命的、贯穿性的主剪切带。如果是那样,能量会沿着主剪切带迅速释放,断口会更光滑,局部温升也不会这么剧烈。”
“恰恰相反,”陈默的语速开始加快,带着一种揭示真理的兴奋,“它很可能,是在受力的过程中,萌生了成千上万条、弥散分布的、尺寸极小的微小剪切带。”
他在白板上,画出了两种不同的模型,比上次给林浩讲解时更加细致。
“想象一下,一块巨大的冰块,”他说,“如果你用一把斧子,在上面砍出一道深深的裂纹,那它会沿着这道裂纹,‘咔嚓’一声,脆性地断开,这就是‘单一主剪切带’的模式。”
“但如果,这块冰块的内部,预先就存在着无数道细密的、像蛛网一样的微小裂纹呢?当你再用斧子去砍它时,巨大的冲击力,会被这些蛛网般的微裂纹,分散、吸收、偏转。它不会立刻断裂,而是会发出一连串‘噼里啪啦’的声响,最终,可能会以一种更‘柔和’的方式屈服。这就是‘多重剪切带’的机制。”
“我们Lm-101的优异塑性,很可能就来源于这种‘多重剪切带’的萌生、扩展和相互作用。它们就像一个安全网,阻止了任何一条微裂纹,发展成致命的‘超级裂纹’。”
林浩听得茅塞顿开,他感觉自己离那个最终的真相,又近了一大步。陈默的比喻,让他对这个复杂的物理过程,有了极其直观的理解。
“那……那我们怎么才能‘看’到这些剪切带呢?”林浩激动地问,“SEm好像只能看到断口,是‘犯罪现场’,但我们看不到‘犯罪嫌疑人’本身啊。”
“问得好。”陈默的脸上,露出了一丝赞许,“你已经学会像一个研究者那样思考了,不再只满足于现象。这就是你接下来的、真正的挑战。”
他转过身,看着林浩,眼神变得前所未有的严肃。
“SEm看到的,只是‘结果’,是人死后的‘尸体’。我们现在要做的,是进行‘活体解剖’,是去观察犯罪嫌疑人(剪切带)在‘作案’时的具体行为。要做到这一点,我们必须求助于一个更强大的武器——”
他在白板上,重重地写下了三个英文字母:
tEm。
“透射电子显微镜。”陈默的声音,带着一种开启新世界大门的魔力,“它能让我们在原子尺度上,去观察材料的内部结构。它的分辨率,比SEm高上千倍。只有在tEm下,我们才能真正看清楚,那些我们推测存在的‘多重剪切带’,到底长什么样,它们是如何分布的,是如何相互作用的。”
林浩的心,开始“怦怦”直跳。他当然知道tEm是什么,那是材料科学领域最顶级的、也最复杂的“神器”。在本科时,老师讲到tEm,都称之为“材料科学家的眼睛”。能亲手操作它,是每一个材料学博士的梦想。
“但是,”陈默的语气,又像一盆冰水,浇了下来,“想要让tEm发挥威力,有一个前提——你必须做出合格的样品。”
他看着林浩,一字一句地说道:“tEm的电子束,要穿透样品。这意味着,你需要把你那坚硬无比的、直径3毫米的Lm-101样品,通过切割、研磨、抛光、凹坑、离子减薄等一系列复杂到令人发指的步骤,最终,在样品的中心区域,打出一个薄到电子束可以穿透的、厚度只有几十个纳米的‘孔’。”
“几十个纳米……”林浩喃喃自语,这个尺度,已经超出了他的想象。那比一张纸的厚度,还要薄上几千倍。
“这个过程,成功率极低,极其考验你的耐心、细心和手艺。它需要你像一个瑞士钟表匠一样,对每一个微米都斤斤计-较。它比你之前‘手搓’样品,要难上十倍不止。”
陈默看着已经被这番描述镇住的林浩,最后说道:
“这,才是真正的挑战。是通往问题核心的、最后一公里的‘地狱之路’。你敢接吗?”
林浩看着白板上那三个闪闪发光的字母,又想起了陈默画的那个“多重剪切带”模型。他知道,tEm这扇门后面,藏着他想要的所有答案,藏着能让张远之流闭嘴的、无可辩驳的“铁证”。
他深吸一口气,眼神里,没有了丝毫的畏惧,只剩下无尽的渴望和斗志。
“我敢。”他回答,声音不大,但异常坚定。