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                  鹽水表面水分子組織方式不同此前認識

                  2024-01-16 01:00:00 來源: 科技日報 作者: 劉霞


                  氯化鈉溶液液體/空氣界面的圖示。圖片來源:亞爾·利特曼

                  科技日報記者 劉霞

                  英國和德國科學家在15日出版的《自然·化學》雜志上發表論文指出,鹽水表面水分子的組織方式與此前認為的不同。最新研究不僅顛覆了教科書上的相關內容,也有望催生更好的大氣化學模型和其他應用。

                  許多與氣候和環境過程有關的重要反應都發生在水分子與空氣接觸的地方,離子在空氣和水界面的分布也會影響大氣過程,但科學家迄今未對這些重要界面的微觀反應達成一致意見。

                  劍橋大學和馬克斯·普朗克研究所的科學家曾著手分析了在空氣和鹽水的交界處,水分子如何受離子分布的影響。此前科學家借助振動和頻生成(VSFG)技術直接測量了這些關鍵界面處的分子振動。但該技術無法測量信號是正還是負,單獨使用實驗數據也可能給出模棱兩可的結果。

                  在最新研究中,團隊利用更復雜的外差探測(HD)-VSFG技術,以及先進的計算機模型,研究不同的鹽水溶液。結果表明,帶正電的陽離子和帶負電的陰離子,都會在水/空氣界面耗盡。簡單電解質的陽離子和陰離子會使水分子向上和向下。但此前的教科書認為,離子會形成帶電的雙層,使水分子僅朝一個方向。

                  研究表明,大多數鹽水溶液表面的離子和水分子的組織方式,與傳統觀點迥然不同,有望催生更好的大氣化學模型和其他應用。研究團隊正將相同方法應用于固體/液體界面,未來將在電池和儲能方面找到潛在應用。

                  責任編輯: 左常睿
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