鹽水表面水分子組織方式不同此前認(rèn)識(shí)
科技日?qǐng)?bào)北京1月16日電 （記者劉霞）英國(guó)和德國(guó)科學(xué)家在15日出版的《自然·化學(xué)》雜志上發(fā)表論文指出，鹽水表面水分子的組織方式與此前認(rèn)為的不同。最新研究不僅顛覆了教科書(shū)上的相關(guān)內(nèi)容，也有望催生更好的大氣化學(xué)模型和其他應(yīng)用。
氯化鈉溶液液體與空氣界面的圖示。
圖片來(lái)源：亞爾·利特曼
許多與氣候和環(huán)境過(guò)程有關(guān)的重要反應(yīng)都發(fā)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(huì)影響大氣過(guò)程，但科學(xué)家迄今未對(duì)這些重要界面的微觀(guān)反應(yīng)達(dá)成一致意見(jiàn)。
劍橋大學(xué)和馬克斯·普朗克研究所的科學(xué)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(xué)家借助振動(dòng)和頻生成（VSFG）技術(shù)直接測(cè)量了這些關(guān)鍵界面處的分子振動(dòng)。但該技術(shù)無(wú)法測(cè)量信號(hào)是正還是負(fù)，單獨(dú)使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也可能給出模棱兩可的結(jié)果。
在最新研究中，團(tuán)隊(duì)利用更復(fù)雜的外差探測(cè)（HD）-VSFG技術(shù)，以及先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模型，研究不同的鹽水溶液。結(jié)果表明，帶正電的陽(yáng)離子和帶負(fù)電的陰離子，都會(huì)在水/空氣界面耗盡。簡(jiǎn)單電解質(zhì)的陽(yáng)離子和陰離子會(huì)使水分子向上和向下。但此前的教科書(shū)認(rèn)為，離子會(huì)形成帶電的雙層，使水分子僅朝一個(gè)方向。
研究表明，大多數(shù)鹽水溶液表面的離子和水分子的組織方式，與傳統(tǒng)觀(guān)點(diǎn)迥然不同，有望催生更好的大氣化學(xué)模型和其他應(yīng)用。研究團(tuán)隊(duì)正將相同方法應(yīng)用于固體/液體界面，未來(lái)將在電池和儲(chǔ)能方面找到潛在應(yīng)用。
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