微信公众号“浙江大学”6月25日消息，破镜重圆是家喻户晓的一个成语故事，讲的是南朝陈将要灭亡时，驸马徐德言把一个铜镜破开，与妻子乐昌公主各持一半，作为信物，后来果然由半边镜子作为线索而得以夫妻团聚。
故事的结局固然完美，可是，破镜真的能严丝合缝地“重圆”吗？也许从宏观上看两块半边镜子是合二为一了，但其实内部还是有很多裂纹和空隙，重圆的镜子很容易再破掉。
图源：微信公众号“浙江大学”，绘图：高裕华
浙江大学化学系唐睿康教授与刘昭明研究员合作最新研究发现，可以通过调控无定形碳酸钙颗粒内部的结构水含量和外部压力来实现无定形碳酸钙颗粒的融合，这种利用材料自身结构特性促进传质的策略克服了传统烧结的不足，为制备无机块体材料提供了新的方法，尤其是提供了重要的制备策略。按照这个方法，破镜就真能表里如一地“重圆”了。
北京时间6月25日，这项成果被国际顶级期刊《科学》刊登。论文第一作者是浙江大学化学系博士生慕昭和孔康任，通讯作者是浙江大学化学系刘昭明研究员和唐睿康教授。研究工作获得华东师大姜凯副研究员、北京高压科学中心董洪亮博士和浙大求是高等研究院徐旭荣教授的支持。
碳酸钙是地球上常见的物质之一，广泛存在于霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰华等岩石内，它还是动物骨骼或外壳的主要成分。与此同时，作为一种无机化合物，它也是工业上的常用材料。
如果用现有的人工方法来制造碳酸钙，往往只能得到微米大小的白色粉末。但在实际的生产生活中，我们需要的一般都是“大块头”材料。如何把粉末状材料“变成”块体材料，是提升无机材料性能的一道坎。
“弹性大、可塑性强的有机材料相对容易形变，像碳酸钙这样的无机化合物又硬又脆，要做成块体材料难度就大多了。”唐睿康介绍说，因此在很多无机物的修补中，例如文物保护、牙齿修复领域，普遍用的还是有机物修补材料。可是，毕竟不是“同根生”的，即使补上去的有机材料从外表上看和原有的无机化合物一模一样，但由于内在相融性不好，还是会出现裂缝、易损等现象，从性能上来说，无机材料比有机材料更接近理想状态。
如何做到“形似又神似”？根本的途径还是要用无机材料来修补无机物。这里要解决的一个关键问题就是无机块体材料的制备。
以往，无机块体材料通常是由无机颗粒通过烧结而制备得到的，比如陶瓷就是在1000摄氏度左右的高温下烧制而来的。然而表面上看是“手拉手”黏连在一起了，但其实并没有完全融合，颗粒之间仍然有空隙，内在结构仍然是“你是你，我是我”，最终影响了材料的机械性能。而且，很多对温度敏感的生物矿物和生物材料还不能用高温烧结的方法来制备。
突破口在哪里？科学家试图从大自然中寻找答案。既然越来越多的研究发现生物体可以通过无定形前驱体颗粒融合而生产具有连续结构的矿物骨骼，那么是否可以通过这种方式来仿生地解决传统方法中粉末变块体的难题，实现温和环境下无机块体材料的制备呢？
此前唐睿康团队的一项成果――“无机离子聚合”，可以实现实验室里厘米尺寸的碳酸钙晶体材料的快速制备，并且这些碳酸钙的制备过程有很强的可塑性，可以像做塑料一样按照模具形状长成各式模样，这项研究于2019年10月发表在国际顶级杂志《自然》（《Nature》）上。
