2023年12月06日 (周三)
KAIST研究小组利用显微镜成功观察到液体中的原子
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KAIST研究小组利用显微镜成功观察到液体中的原子
  • 朴邦柱 科学记者
  • 上传 2012.04.06 14:53
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利用一般的科学显微镜和电子显微镜都很难观察到溶解在液体中的各种物质的原子,因为液体是不固定的,而且具有流动性,所以在1930年首次通过电子显微镜观察到固体原子之后,观察液体中的原子一直是80年来科学界从未攻克的难题。

KAIST新材料工程系李廷镕教授和陆中民(音)博士小组4月5日表示已经攻克了这一难题。他们采用几乎不影响电子显微镜性能的石墨烯(graphene),将石墨烯做成碗状,然后将液体放入碗中,阻止液体流动,来观察碗中的原子,原理类似于观察放在玻璃鱼缸(石墨烯)里的金鱼(原子)。石墨烯于2004年被首次发现,是由一层碳原子构成的,是人类能够制作的最薄且强度最大的薄膜。研究结果将于4月6日公布在科学(Science)杂志的网络版上。

据研究小组表示,在制作成凹形的石墨烯放入溶解有白金的水溶液,然后通过电子显微镜进行观察,就能发现白金原子一个两个地聚集成团,并最终变为金属的典型原子排列形状——六边形。

在液体中,白金原子的移动路线也能通过显微镜录像一个一个地呈现出来。而之前,众多学家们为了观察液体中的原子,曾做过各种各样的努力,如尝试用氧化硅(SiO2)或硅质化(SiN)来制作盛放液体的碗等,但都因为材质太厚而不能正常发挥电子显微镜的性能。

此外,如果将液体置于强度较弱的容器内,放在高真空显微镜中的容器将很容易被打碎。

利用李教授小组的研究成果,预计今后不仅能观察到在液体中物质的反应和流动路线,还能广泛应用于观察电池内电解质和电极之间的反应、液体内各种催化剂反应、血液中的病毒分析、体内结石的形成过程等各个领域。如果灵活运用这一技术,甚至有可能精确分析在解冻“冷冻人”时,冰块再次结晶对人体细胞造成破坏的过程,并找出解决方法。
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