食盐是如何溶解的?中韩科研团队合作首次揭示原子级别机制
北京3月23日电 (记者 孙自法)作为柴、食盐首次米、何溶合作油、解的揭示热血江湖宠物怎么合成盐、中韩制酱、科研醋、团队茶“开门七件事”之一,原级人们熟悉的别机、日常生活中常用到的食盐首次食盐(氯化钠)是如何溶解的?机制是什么?长期以来公众颇感兴趣,学界也持续关注和研究。何溶合作
记者23日从中国科学院深圳先进技术研究院获悉,解的揭示该院研究员、中韩制深圳理工大学(筹)教授丁峰联合韩国蔚山科学技术大学新材料工程系教授申炯畯(Shin Hyung-jun)研究团队开发出一种“单离子控制技术”,科研热血江湖宠物怎么合成在国际上首次成功在原子级别上观察到食盐的团队溶解过程,并实现在原子级别控制食盐的原级溶解过程。
食盐溶于水的图像以及在原子层面上发生的单个离子溶解过程示意图。中国科学院深圳先进技术研究院/供图这一揭示食盐原子级别溶解机制的突破性科研成果论文,近日在国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上发表,不仅在理论意义上为理解溶液中带电原子(离子)的行为提供了新的视角,还可能对电池、半导体等众多应用领域新材料开发产生重要影响。
论文共同通讯作者丁峰介绍说,盐作为日常生活中最常见的物质之一,其溶解过程看似简单,但其背后的带电离子的行为却极为复杂。传统的研究方法只能测量溶液中离子的平均特性,而无法精确观察到单个离子的行为。科学家们过往倾注了很多努力,但一直没能观察到食盐在水中溶解的原子过程。
为解决这一难题,中韩合作研究团队这次在-268.8℃的极低温度下,将单个水分子沉积在仅有2到3个原子厚度的薄盐膜上,利用具有原子级分辨率的扫描隧道显微镜(STM)实现精确控制水分子移动,并观察到食盐中单个氯离子的溶解过程。
通过控制水分子的选择性阴离子提取过程示意图。中国科学院深圳先进技术研究院/供图研究团队发现,通过精确控制水分子的位置和移动,可以在钠离子和氯离子之间产生显著的相互作用差异:氯离子由于其较高的极化率,比钠离子更容易与水分子发生反应,从而导致选择性的溶解。这一发现不仅揭示了离子溶解的微观机制,也为新型材料的设计提供了可能。研究团队进一步通过系统的密度泛函计算,解释了水分子在氯化钠表面溶解钠离子和氯离子的动力学过程,获得了跟实验观察非常一致的结果。
丁峰表示,此次提示盐原子级别溶解机制研究成果,实证理论计算与模拟对于在理解发生在材料表面的动力学过程起到关键作用,这是他长期以来提出“材料制造、理论先行”的成功实践的典范。
丁峰教授(前排右五)与韩国科研团队。中国科学院深圳先进技术研究院/供图论文共同通讯作者申炯畯透露,离子是常见的带电原子,它们能够显著改变电池或半导体材料性能。通过开发的单离子控制技术,研究团队计划进一步扩展与离子相关的各种基础技术和应用研究。(完)
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- ·alt= />全国雷暴大风或冰雹预警(3月30日08时-31日08时)
新疆北部有明显雨雪天气
3月31日至4月1日,新疆中北部有小到中雨(雪)或雨夹雪天气,沿天山一带高海拔地区有中到大雪,局地暴雪或大暴雪。受冷空气影响,新疆大部地区有6-10℃降温,局地降温可达12-14℃,部分地区有5-6级、阵风7-9级风,山口地区风力可达10-12级。
国内未来三天具体预报
3月30日08时至31日08时,黑龙江北部和东部、新疆北部和南疆西部山区、西藏北部和东部、青海南部等地部分地区有小雪或雨夹雪,其中,新疆沿天山地区等地部分地区有中雪。江南大部、华南北部等地部分地区有中到大雨,其中,湖南南部、江西中南部、福建西北部、广西东北部、广东北部等地部分地区有暴雨,局地大暴雨(100~150毫米)。内蒙古东南部、吉林东部等地部分地区有4~6级风,其中,新疆东部部分地区有8~9级风。
3月31日08时至4月1日08时,新疆沿天山地区、西藏北部和东部等地部分地区有小雪或雨夹雪,其中,新疆沿天山地区有中到大雪,局地暴雪。湖南中西部、江西南部、江南东部、福建西北部、重庆中西部、西南地区东南部、云南西北部、广西东部和西南部、广东中东部和西北部、台湾岛大部等地部分地区有中到大雨,局部地区有暴雨。内蒙古西北部、新疆东部和南部等地部分地区有4~6级风,其中,新疆南疆盆地部分地区有6~7级风,新疆东部部分地区有8~9级风。
4月1日08时至2日08时,新疆沿天山地区、西藏东部和北部、青海中部和东部等地部分地区有小雪或雨夹雪,其中,新疆沿天山地区等地部分地区有中到大雪。江淮西部、江汉大部、江南大部、重庆中东部等地部分地区有中到大雨,其中,安徽南部、湖北东部、湖南北部、江西中北部等地部分地区有暴雨或大暴雨(100~120毫米)。内蒙古西北部、黑龙江东北部、新疆北疆东部和南疆盆地、青海西部等地部分地区有4~6级风,其中,新疆东部部分地区有7~8级风。
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