水熱合成法一直是納米材料合成的重要方法之一。水熱反應(yīng)因需要高溫高壓條件，反應(yīng)器中的具體過程難以被直接觀察，因此水熱合成反應(yīng)釜也一直被稱為是材料合成中的“黑匣子”。

　　如今，科學(xué)家利用氧化石墨烯（GO）在流場中取向排列的行為和其凝膠化的能力，繼承和復(fù)制了水熱釜中的流場行為，實現(xiàn)了對水熱釜“黑匣子”從不可見到可見的突破。該項研究增進了人們對水熱過程中流體傳熱和傳質(zhì)行為的理解，對納米材料的水熱合成具有重要的指導(dǎo)意義。

　　過去，研究人員往往通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度、加熱時間或施加攪拌等方式來改變水熱反應(yīng)的熱力學(xué)和動力學(xué)過程，但并沒有充分了解水熱反應(yīng)的真正內(nèi)在機制。實驗所能獲得的信息僅限于輸入原料、輸出產(chǎn)物及反應(yīng)條件，對反應(yīng)釜中具體反應(yīng)過程尚不清楚。為了有效地控制水熱合成產(chǎn)物的品質(zhì)，對其中傳熱傳質(zhì)過程的認(rèn)識和理解就變得尤為重要。但密封的水熱反應(yīng)釜以及高溫高壓條件，對其進行原位研究變得幾乎不可能，因此，如何打開這個“黑匣子”已成為水熱法合成材料研究領(lǐng)域中面臨的一個巨大的挑戰(zhàn)。

　　研究結(jié)果表明，水熱合成反應(yīng)釜中的流場對納米材料合成的影響是不可忽視的，尤其是在使用大體積反應(yīng)釜進行規(guī)模化制備高長徑比材料或由納米基元構(gòu)建的凝膠材料時，流場的影響將會更加明顯，會產(chǎn)生預(yù)料之外的雜質(zhì)或三維塊材內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻等現(xiàn)象，應(yīng)該引起合成領(lǐng)域的關(guān)注。這項研究對今后水熱法合成納米材料技術(shù)的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。