教科書需要重新繪制:發(fā)現(xiàn)顛覆了對水組織的理解
隨著分析方法變得越來越復(fù)雜,現(xiàn)有的科學(xué)模型不斷重新審視.最近受到審查的是分子在一定體積的鹽水表面的組織方式。
英國劍橋大學(xué)和德國馬克斯·普朗克聚合物研究所的研究人員發(fā)現(xiàn),帶電粒子或離子,并不像以前認(rèn)為的那樣在溶液的表面上活躍 - 相反,它們位于地下層。
這一發(fā)現(xiàn)將需要重新繪制教科書模型,劍橋大學(xué)的新聞稿解釋道.
“我們的工作表明,簡單電解質(zhì)溶液的表面具有與以前認(rèn)為的不同離子分布,并且富含離子的亞表面決定了界面的組織方式。說劍橋大學(xué)的理論化學(xué)家亞伊爾·利特曼(Yair Litman)。
為了做出他們的發(fā)現(xiàn),該團隊使用了一種名為振動和頻生成(VSFG),以驚人的精度測量最小尺度的分子振動。
與由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動的模型一起,這種改進的技術(shù)意味著研究人員能夠看到表面的離子是否帶正電(陽離子) 或帶負(fù)電荷 (陰 離子).
除了檢測離子的地下層外,這項新研究還表明,這些離子可以在上下方向上取向 - 指的是分子的實際物理排列 - 而不僅僅是一個方向。
“在最上面有幾層純凈水,然后是富含離子的層,最后是散裝鹽溶液,”說利特曼。
簡單來說,這個實驗揭示了在大多數(shù)簡單液體的邊界上發(fā)生了什么電解液.分子排列決定了它們將如何與周圍的事物發(fā)生反應(yīng)。
對這些層及其排列的透徹了解可以為各種其他模型提供信息,例如我們?yōu)楹Q蟊砻嫣峁┑哪P?,這些模型對于預(yù)測氣候變化在大氣層上.
除了增強我們對周圍世界的理解外,研究人員還認(rèn)為,他們的工作還有助于開發(fā)任何必須將固體和液體結(jié)合在一起的技術(shù)——包括電池.
“這些類型的接口在地球上無處不在,因此研究它們不僅有助于我們的基本理解,還可以帶來更好的設(shè)備和技術(shù)。說馬克斯·普朗克聚合物研究所的分子物理學(xué)家米沙·波恩(Mischa Bonn)。
“我們正在應(yīng)用這些相同的方法來研究固體/液體界面,這可能在電池和儲能方面有潛在的應(yīng)用。
該研究已發(fā)表在自然化學(xué).
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