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yb体育世界杯中新網(wǎng)北京3月23日電 (記者 孫自法)作為柴、米、油、鹽、醬、醋、茶“開(kāi)門七件事”之一，人們熟悉的、日常生活中常用到的食鹽(氯化鈉)是如何溶解的？機(jī)制是什么？長(zhǎng)期以來(lái)公眾頗感興趣，學(xué)界也持續(xù)關(guān)注和研究。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)精確控制水分子的位置和移動(dòng)，可以在鈉離子和氯離子之間產(chǎn)生顯著的相互作用差異：氯離子由于其較高的極化率，比鈉離子更容易與水分子發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致選擇性的溶解。這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了離子溶解的微觀機(jī)制，也為新型材料的設(shè)計(jì)提供了可能。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過(guò)系統(tǒng)的密度泛函計(jì)算，解釋了水分子在氯化鈉表面溶解鈉離子和氯離子的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，獲得了跟實(shí)驗(yàn)觀察非常一致的結(jié)果。

論文共同通訊作者丁峰介紹說(shuō)，鹽作為日常生活中最常見(jiàn)的物質(zhì)之一，其溶解過(guò)程看似簡(jiǎn)單，但其背后的帶電離子的行為卻極為復(fù)雜。傳統(tǒng)的研究方法只能測(cè)量溶液中離子的平均特性，而無(wú)法精確觀察到單個(gè)離子的行為?？茖W(xué)家們過(guò)往傾注了很多努力，但一直沒(méi)能觀察到食鹽在水中溶解的原子過(guò)程。

記者23日從中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院獲悉，該院研究員、深圳理工大學(xué)(籌)教授丁峰聯(lián)合韓國(guó)蔚山科學(xué)技術(shù)大學(xué)新材料工程系教授沈亨俊(Shin Hyung-jun)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種“單離子控制技術(shù)”，在國(guó)際上首次成功在原子級(jí)別上觀察到食鹽的溶解過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)在原子級(jí)別控制食鹽的溶解過(guò)程。

這一揭示食鹽原子級(jí)別溶解機(jī)制的突破性科研成果論文，近日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》(Nature　Communications)上發(fā)表，不僅在理論意義上為理解溶液中帶電原子(離子)的行為提供了新的視角，還可能對(duì)電池、半導(dǎo)體等眾多應(yīng)用領(lǐng)域新材料開(kāi)發(fā)產(chǎn)生重要影響。

論文共同通訊作者沈亨俊透露，離子是常見(jiàn)的帶電原子，它們能夠顯著改變電池或半導(dǎo)體材料性能。通過(guò)開(kāi)發(fā)的單離子控制技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步擴(kuò)展與離子相關(guān)的各種基礎(chǔ)技術(shù)和應(yīng)用研究。(完)

為解決這一難題，中韓合作研究團(tuán)隊(duì)這次在-268.8℃的極低溫度下，將單個(gè)水分子沉積在僅有2到3個(gè)原子厚度的薄鹽膜上，利用具有原子級(jí)分辨率的掃描隧道顯微鏡(STM)實(shí)現(xiàn)精確控制水分子移動(dòng)，并觀察到食鹽中單個(gè)氯離子的溶解過(guò)程。

丁峰表示，此次提示鹽原子級(jí)別溶解機(jī)制研究成果，實(shí)證理論計(jì)算與模擬對(duì)于在理解發(fā)生在材料表面的動(dòng)力學(xué)過(guò)程起到關(guān)鍵作用，這是他長(zhǎng)期以來(lái)提出“材料制造、理論先行”的成功實(shí)踐的典范。