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中国科学家首获离子水合物原子条理图像

2018-05-19 16:05栏目:科技报
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  北京日报讯(记者王谌)近日,继2014年获得世界首张亚分子级分辩的水分子图像后,中国科学家初次获得了水合钠离子的原子级分辩图像,并发觉了一种水合离子输运的幻数效应。北京大学物理学院量子材料科学核心传授江颖引见,该研究对离子电池、防侵蚀、电化学反映、海水淡化、生物离子通道等良多相关使用范畴都具有主要的潜在意义。江颖说,研究人员颠末不竭的测验考试和试探,成长了基于扫描地道显微镜的一套奇特离子操控手艺,可控地制备含有分歧水分子数目标单个离子水合物。成长了基于一氧化碳针尖润色的非侵扰式原子力显微镜成像手艺,能够依托极其微弱的高阶静电力来扫描成像,并将此手艺使用到离子水合物系统,初次获得了原子级分辩成像,同时连系第一性道理计较和原子力求像模仿,成功确定了其原子吸附构型。

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  北京日报讯(记者 王谌)近日,继2014年获得世界首张亚分子级分辩的水分子图像后,中国科学家初次获得了水合钠离子的原子级分辩图像,并发觉了一种水合离子输运的幻数效应。该功效于5月14日颁发在国际顶级学术期刊《天然》上。

  此项目由北京大学量子材料科学核心江颖课题组、徐莉梅课题组、北京大学化学与分子工程学院高毅勤课题组与中国科学院/北京大学王恩哥课题组合作完成。

  北京大学物理学院量子材料科学核心传授江颖引见,该研究对离子电池、防侵蚀、电化学反映、海水淡化、生物离子通道等良多相关使用范畴都具有主要的潜在意义。

  江颖说,研究人员颠末不竭的测验考试和试探,成长了基于扫描地道显微镜的一套奇特离子操控手艺,可控地制备含有分歧水分子数目标单个离子水合物;成长了基于一氧化碳针尖润色的非侵扰式原子力显微镜成像手艺,能够依托极其微弱的高阶静电力来扫描成像,并将此手艺使用到离子水合物系统,初次获得了原子级分辩成像,同时连系第一性道理计较和原子力求像模仿,成功确定了其原子吸附构型。这也是国际上初次在实空间获得离子水合物的原子条理图像。

  同时,研究人员还发觉了一种奇奥的动力学幻数效应:包含有特定命目水分子的钠离子水合物具有非常高的扩散能力,迁徙率比其他水合物要高1到2个量级,以至远高于体相离子的迁徙率。这种幻数效应来历于离子水合物与概况晶格的对称性婚配程度,能够在很大一个温度范畴内具有(包罗室温)。

  “这项工作成长的尝试手艺也初次将水合彼此感化的研究精度推向了原子条理,将来无望使用到更多更普遍的水合物系统,斥地全新的研究范畴。”江颖说。