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盐和水的科学魔法秀

水分子使氯化钠溶解形成离子水合物。江颖供图 盐和水,这是人们最熟悉的两种物质了。但在科学家的眼中,它们就不那么平凡了——在微观世界中,盐和水的结合有个科学名字:离子水合物。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。 离子水合可以说是无处不在,在众多物理、化学、生物过程中扮演着重要的角色。科学家们很早就认识到它们的重要性——最早的实验研究可以追溯到1900年德国著名物理化学家、诺贝尔奖得主沃尔特·能斯特的迁移实验。但一百多年来,科学家们对离子水合物的微观结构和动力学一直难有定论。一个重要的原因就是缺乏单原子、单分子尺度的表征和调控手段,以及精准可靠的计算模拟方法。 如今,在北京大学和中国科学院的科学家手中,氯化钠和水上演了一场科学魔法秀,让人类对离子水合过程和离子水合物有了更深入的了解,推进了人类对水这种物质的认识。 1.研......阅读全文

我国首获水合钠离子原子级分辨图像 在原子层次看“盐水”

为包含3个水分子的钠离子水合物,其具有异常高的扩散能力。北大量子材料科学中心供图  近日,北京大学物理学院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

北大《Nature》科学家首次看到水合钠离子的原子级“真面目”

  在日常生活中,舀一勺盐,倒进一杯水里搅一搅,得到一杯盐水,这是再平常不过的事了。但就是这件小事,却难倒了无数大科学家。人们已经知道,水能溶解很多东西,并与其形成团簇,但这种离子水合物的微观结构和动力学一直是学术界争论的焦点。直到5月14日出版的英国《自然》杂志刊发了一篇北京大学江颖、徐莉梅、高毅

音叉做探针:从原子尺度看清水合离子真容

  “水是世界上最常见、也是非常复杂的物质。最近,我们在尝试人工控制结冰,在国际上首次从原子层次上观察到冰是如何形成的,发现在二维极限下冰的结构与石墨烯很相似……”前不久,在第二届世界顶尖科学家青年论坛上,北京大学物理学院量子材料科学中心教授江颖描绘的水世界吸粉无数。话音刚落,参会的多位诺奖得主纷纷

看!这就是盐水

  在日常生活中,舀一勺盐,倒进一杯水里搅一搅,得到一杯盐水,这是再平常不过的事了。但就是这件小事,却难倒了无数大科学家。  人们已经知道,水能溶解很多东西,并与其形成团簇,但这种离子水合物的微观结构和动力学一直是学术界争论的焦点。直到5月14日出版的英国《自然》杂志刊发了一篇北京大学江颖、徐莉梅、

“看见”原子极限 中国科学家首次揭示水合离子的微观结构

  北京大学和中国科学院的一支联合研究团队日前利用自主研发的高精度显微镜,首次获得水合离子的原子级图像,并发现其输运的“幻数效应”,未来在离子电池、海水淡化以及生命科学相关领域等将有重要应用前景。该成果于北京时间5月14日由国际顶级学术期刊《自然》在线发表。  水是人类熟悉但并不真正了解的一种物质。