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君博科技资讯:水在纳米规格中令人惊讶

2017-06-01 20:08:01
        君博国际学术研究报道      纳米尺度的水滴无处不在:在空气中作为液滴或气溶胶,在我们的身体作为药物,在地球,岩石和油田中。要了解这些水滴的行为,有必要知道它们与疏水环境的相互作用。这种相互作用发生在弯曲的液滴界面处,这是一个围绕小口袋水的亚纳米区域。EPFL的研究人员与荷兰AMOLF研究所合作,能够观察到这个地区发生了什么。他们发现,滴剂表面上的分子比预期的要多得多。他们令人惊讶的结果发表在自然通讯。他们为更好地了解大气,生物和地质过程铺平了道路。

         在EPFL,基础生物光子学光学医学实验室的Julia Jacobi主席Sylvie Roke的主任开发了一种独特的方法,用于检查这些液滴的表面,其厚度为头发的千分之一,体积为耳甲(逗号后面的18个零)。“这种方法包括在液体油中的水滴混合物中重叠超短激光脉冲,并检测仅从界面散射的光子,”Roke解释说。“这些光子具有入射光子的和频,因此具有不同的颜色。通过这种新生成的颜色,我们可以知道只有接口的结构。”

         水滴的表面比正常的水更为有序,并且与水分子具有非常强的氢键相互作用的超冷却(液体<0℃水)相当。在冰中,这些相互作用导致每个水分子的稳定的四面体周围。令人惊讶的是,即使在室温下也能发现这种类型的结构,即使在通常出现的情况下也是在50℃以上。

         这项研究提供了有价值的洞察纳米水滴的性质。“这些液滴的化学性质取决于水分子如何组织在表面上,所以了解发生了什么真的很重要,”Roke解释说。进一步的研究可以通过添加盐来瞄准水滴的表面性质,这是一个更为现实的海洋气溶胶模型,包括由疏水环境包围的咸水。盐可以增强水网或降低其强度。“或者,它可能根本不会做任何事情,鉴于这里发现了令人惊讶的结果,我们只能推测,”Roke说。