问鼎Science,撤稿Nature,一个磁子就能翻天覆地?
御风行 纳米人 2019-04-05

1.png

图丨ACS

 

实验无法重复,可以说是所有科研人员的噩梦。包括Science、Nature在内的无数文章,都曾因为实验无法重复而被撤稿,被指为造假,不可谓不心酸。

 

然而,有时候,实验重复不出来,并不一定是有意造假,也可能是无心之失。俄国科学院Zelinsky有机化学研究所Valentine P. Ananikov最近研究成果表明,一个小小的搅拌磁子,可以让你名声大噪,也可以让你身败名裂。

 

2.png

使用前和使用一次后的磁子对比

 

磁子,又称搅拌棒,对于学化学的人来说再平常不过了。这是一种由化学惰性聚四氟乙烯(PTFE)包裹的磁性材料,配套磁力搅拌器,简直就是实验室必杀神器,无处不在,人见人爱。然而,就是这么一个不起眼的小东西,却让研究人员又爱又恨。

 

大家都知道,新买的磁子一般是白色,用过之后很快就会变脏,特别是当暴露于Pd等贵金属纳米催化剂时。为什么呢?为了满足自己的好奇心,Valentine P.Ananikov等人在他们研究所的各个实验室收集了60个用过的磁子,仔细研究了产生污渍的原因。

 

3.png

用过后脏兮兮的磁子:干净千篇一律,变色各得其脏

 

电镜显示,磁子表面散布着划痕,凹痕和裂缝,而这些划痕,凹痕和裂缝大多缠结着聚合物长丝。X射线光谱表明,这些长丝会富集金属纳米颗粒或微粒,包括钯,金,铂,钴或铁,Ananikov说:“几乎所有在实验室中使用强力催化和合成实验的搅拌棒都受到不同程度的污染。”

 

4.png

表面微观结构

 

更重要的是,研究人员还发现,这些金属可以浸入溶液中并干扰化学反应。在钯催化的Suzuki-Miyaura反应中进行对比实验发现,不需要催化剂,仅仅使用变脏的磁子就能产生大量的偶联产物,在某些情况下它甚至与钯催化剂的产率相匹配;而仅仅使用干净的新磁子的情况下进行反应,则完全没有产物。进一步,Ananikov还通过理论计算表明,受损的PTFE比原始PTFE结合金属纳米颗粒的能力更强。

 

5.png

催化实验对比

 

伦敦帝国理工学院的合成化学家Mimi Hii评论说,使用钯催化剂的化学家一般都知道脏兮兮的磁子会影响他们的反应,但并不知道影响可以这么大。Hii的研究小组曾发现,钯在低至百万分之五的浓度下仍然具有活性,所以他们总是用王水清洗他们的磁子。而大多数人只是用水或者乙醇简单清洗一下就重复使用了。

 

伊利诺伊大学芝加哥分校的有机化学家Vladimir Gevorgyan则表示:“在磁子上发生的金属催化反应如此剧烈,确实令人惊讶。”他指出,微量金属确实会与其他金属催化剂相互作用,从而改变其反应机理,因此,磁子的问题可能不仅仅局限于钯催化剂这一个体系。

 

因此,当你要开一锅新反应时,如果金属催化剂浓度很低,尽量使用新的磁子,或者甚至不要用磁子。不知道这对于做催化的实验室来说,是不是又要多一些耗材费了。

 

6.png

不同规格和不同品质的磁子,价格相差还是很大的


总之,这个故事告诉我们,没有无缘无故的性能爆表,也没有无缘无故的性能失活。你做的每一个实验数据,无论好坏,都要深究其背后的原因。细节决定成败,决定你是要发表一篇Science,还是要撤稿一篇Nature(当然,前提是你能先发表)

加载更多
4283

版权声明:

1) 本文仅代表原作者观点,不代表本平台立场,请批判性阅读! 2) 本文内容若存在版权问题,请联系我们及时处理。 3) 除特别说明,本文版权归纳米人工作室所有,翻版必究!
纳米人
你好测试
copryright 2016 纳米人 ICP备16031428号

关注公众号