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中韩科研团队揭示食盐在原子级别的溶解机制
发布时间:2024-03-29  来源:新华社  

  记者3月27日从深圳理工大学(筹)了解到,该单位与韩国蔚山科学技术大学(UNIST)的科研人员利用单离子控制技术,首次在原子级别上观测到了食盐的溶解过程,并成功控制了这一过程,这一突破性发现不仅为理解溶液中带电原子(即:离子)的行为提供了新的视角,还可能对电池、半导体等领域的新材料开发产生重要影响。相关研究成果近日发表于国际权威期刊《自然-通讯》。

  据科研人员介绍,作为日常生活中最常见的物质之一,食盐的溶解看似简单,但这一过程中离子的行为却极为复杂。长期以来,科研人员只能测量溶液中离子的平均特性,无法精确观察到单个离子的行为,也就无法在原子级别观测到食盐在水中的溶解过程。

  为了解决这一难题,深圳理工大学(筹)教授丁峰团队与韩国蔚山科学技术大学教授Shin Hyung-jun团队开展合作,在零下268.8摄氏度的极低温度下,将单个水分子沉积在仅有2个到3个原子厚度的薄盐膜上,利用原子级别分辨率的扫描隧道显微镜(STM)精确控制了水分子移动,观测到了食盐中单个氯离子(Cl-)的溶解过程。在此基础上,科研人员还发现,通过精确控制水分子的位置和移动,可以在钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)之间实现选择性溶解,这意味着在一定程度上控制了原子级别的溶解过程。

  丁峰表示,作为常见的带电原子,离子能够显著改变电池或半导体材料的性能,此次发现为新型材料的设计提供了新思路,下一步将在单离子控制技术基础上,进一步扩展与离子相关的各种基础技术和应用研究。

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