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我国科学家首次获取水合钠离子原子级分辨图像(创新前沿)

时间:2018-05-15 来源:《 人民日报 》( 2018年05月15日 01 版)

  本报北京5月14日电 (记者吴月辉)日前,北京大学量子材料科学中心江颖课题组、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,继2014年获得世界首张亚分子级分辨的水分子图像后,再次取得突破,首次得到了水合钠离子的原子级分辨图像,并发现了一种水合离子输运的幻数效应。该项研究成果于北京时间5月14日发表在国际顶级学术期刊《自然》上。

  由于水是强极性分子,它作为溶剂能使很多盐发生溶解,而且能与溶解的离子结合在一起形成团簇,此过程称为离子水合,形成的离子水合团簇称为离子水合物。离子水合在众多物理、化学、生物过程中扮演着重要的角色,比如盐的溶解、电化学反应、生命体内的离子转移、大气污染、海水淡化、腐蚀等。离子水合物的微观结构和动力学一直是学术界争论和研究的焦点。其中,如何获得单个离子水合物并得到其稳定图像是两大难题。团队科研人员经过不断的尝试和摸索,攻克技术难关首次获得了原子级分辨成像,并结合第一性原理计算和原子力图像模拟,成功确定了其原子吸附构型。

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