單原子“遊泳”圖像首次捕捉
科技日報北京7月28日電 (記者劉霞)英國科學家在最新一期《自然》雜誌刊發論文稱,他們借助石墨烯堆疊技術,製造出一種新型“納米皮氏培養皿”,以進一步了解液體如何改變固體的行為,在此基礎上首次拍攝到單原子在液體中“遊泳”的圖像,最新發現有望促進製氫等綠色技術的發展。
當(dang)固(gu)體(ti)表(biao)麵(mian)與(yu)液(ye)體(ti)接(jie)觸(chu)時(shi),兩(liang)種(zhong)物(wu)質(zhi)都(dou)會(hui)隨(sui)著(zhe)彼(bi)此(ci)的(de)靠(kao)近(jin)而(er)改(gai)變(bian)其(qi)構(gou)型(xing)。固(gu)液(ye)交(jiao)界(jie)麵(mian)上(shang)的(de)這(zhe)種(zhong)原(yuan)子(zi)級(ji)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)控(kong)製(zhi)著(zhe)用(yong)於(yu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)等(deng)的(de)行(xing)為(wei),也(ye)是(shi)許(xu)多(duo)生(sheng)物(wu)過(guo)程(cheng)的(de)基(ji)礎(chu)。鑒(jian)於(yu)上(shang)述(shu)行(xing)為(wei)在(zai)工(gong)業(ye)和(he)科(ke)學(xue)領(ling)域(yu)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao),科(ke)學(xue)家(jia)希(xi)望(wang)進(jin)一(yi)步(bu)了(le)解(jie)與(yu)液(ye)體(ti)接(jie)觸(chu)的(de)表(biao)麵(mian)原(yuan)子(zi)的(de)行(xing)為(wei),但(dan)目(mu)前(qian)缺(que)乏(fa)能(neng)夠(gou)產(chan)生(sheng)固(gu)液(ye)界(jie)麵(mian)實(shi)驗(yan)數(shu)據(ju)的(de)技(ji)術(shu)。
最新研究第一作者、曼徹斯特大學國家石墨烯研究所的尼克·克(ke)拉(la)克(ke)博(bo)士(shi)指(zhi)出(chu),透(tou)射(she)電(dian)子(zi)顯(xian)微(wei)鏡(jing)是(shi)為(wei)數(shu)不(bu)多(duo)能(neng)夠(gou)觀(guan)察(cha)和(he)分(fen)析(xi)單(dan)個(ge)原(yuan)子(zi)的(de)技(ji)術(shu)之(zhi)一(yi),但(dan)透(tou)射(she)電(dian)子(zi)顯(xian)微(wei)鏡(jing)需(xu)要(yao)在(zai)高(gao)真(zhen)空(kong)環(huan)境(jing)下(xia)工(gong)作(zuo),而(er)材(cai)料(liao)的(de)結(jie)構(gou)會(hui)在(zai)真(zhen)空(kong)環(huan)境(jing)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),“如果在真空中而非液體電池內研究原子的行為,我們會得到錯誤信息”。
羅曼·戈爾巴喬夫教授開創了二維材料堆疊技術,在最新研究中,他們使用相同技術開發出“雙石墨烯液體電池”:二er維wei的de二er硫liu化hua鉬mu層ceng完wan全quan懸xuan浮fu在zai液ye體ti中zhong,並bing由you石shi墨mo烯xi封feng裝zhuang,這zhe使shi研yan究jiu人ren員yuan能neng夠gou精jing確que控kong製zhi液ye體ti層ceng,從cong而er捕bu捉zhuo到dao前qian所suo未wei有you的de視shi頻pin,顯xian示shi單dan個ge原yuan子zi在zai液ye體ti中zhong如ru何he遊you動dong。
通過分析視頻中原子的運動方式,並結合劍橋大學科學家提供的理論見解,研究人員能夠理解液體對原子行為的影響——液體可以加快原子的運動,並改變其相對於底層固體的首選靜止位置。
該團隊研究了一種有望用於綠色製氫的材料,研究人員表示:“這是一個裏程碑式的成就,我們希望借助這項技術支持可持續化學處理材料的開發,助力全球實現零排放。”
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