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科学家利用新技术来前所未有地看到水

从单个液滴的产生到河流的流动,再到世界水文循环,水如何结合在一起,并附着在不同的表面上,产生了深远的影响。通过一个新的视角检查水,一组科学家重新定义了这种结合作用在最小分子水平上如何起作用。

迄今为止,科学家们相信薄的水膜会逐层生长以形成可识别的液滴。但是,通过可视化正在运行的纳米级水滴,《科学进展》上发表的一项新研究改变了这种传统模型。

通过将纳米液滴映射到单个矿物颗粒上,来自于默奥大学,耶鲁大学和西北太平洋国家实验室的一组研究人员发现,水的“增长”首先始于矿物缺陷边缘附近。然后,在表面张力接管矿物表面并形成熟悉的水滴之前,形成了较厚的水膜。

为了得出他们的发现,研究小组在太平洋西北国家实验室的环境分子科学实验室使用了一种新颖的原子力显微镜(AFM)和红外激光鸡尾酒。

“这是我们首次能够直接在纳米级上看到水滴,令人惊讶的是,我们发现了对矿物纳米颗粒缺陷边缘的选择性结合作用,”位于Malvankar实验室的研究科学家Sibel Ebru Yalcin说。耶鲁大学和该研究的第一作者。

于默奥大学矿物表面化学首席专家让·弗朗索瓦·博伊利教授说:“以一种新的方式,从纳米尺度上看这个重要问题,确实解决了水与矿物质结合的长期谜团。”

他的实验室构想了这个项目,并可以使用环境分子科学实验室的成像设备。于默奥(Umeå)小组现在正在利用这些新发现来探索水的这种选择性结合如何影响土壤和大气中发生的自然过程。

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