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有點神奇!溶解的鹽可以在納米級層面上重新組裝
2021-10-27 11:33:01 來源:前瞻網 編輯:

做過菜煮過飯的人都知道,一丁點的鹽——主要由化合物氯化鈉組成,在掉入一鍋沸水,或是室溫的水中時就會溶解。但是,近日內布拉斯加州(Nebraska)的一名化學家認為,這樣在宏觀尺度上發生的事情,不一定在納米尺度上成立。

化學家研究小組近日進行了計算機模擬,以確定當氯化鈉和它的咸味表親氯化鋰,當淹沒在由兩個光滑防水壁包圍的納米級水流中時,會做出什么反應。

這些模擬預測了一些非常反常的事。根據模擬結果,最初溶解在水中后,氯化鈉和氯化鋰的帶電、隨機分散的原子,將自發地重新組合成二維層。在氯化鈉的情況下,該層將與它的固體、預溶解狀態相同:一個正方形的結晶圖案,每個鈉原子被四個氯原子包圍,或者反之。對于氯化鋰來說,該層將包括六邊形環——三個鋰原子,三個氯原子,或者人字形的原子鏈,或者兩者都是。

根據研究小組的計算,出現這種意想不到的行為,部分原因是納米級的限制降低了帶電原子(鈉、鋰或氯)與通常在其周圍形成殼的水分子之間的相互作用強度。研究人員發現,這種水化殼通常會使鈉和氯等帶相反電荷的粒子,在溶解后不會重新組合,但當被限制在一個納米級空間時就不這樣。

研究人員希望這項研究預測,可以鼓勵其他研究人員進行實驗,以驗證或挑戰他們的模擬結果。研究者還認為,這些預測最終可能為設計運送帶電原子以重現神經元活動的納米流體裝置提供信息。

題為Two-dimensional monolayer salt nanostructures can spontaneously aggregate rather than dissolve in dilute aqueous solutions的相關研究論文發表在《自然通訊》(Nature Communications)上。

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