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研究表明,元素可以同时是固体和液体

已有 646 次阅读 2019-4-12 01:45 |个人分类:新观察|系统分类:博客资讯| 液態, 固態, 氣態, 新狀態

研究表明,元素可以同时是固体和液体

諸平

atom             Credit: CC0 Public Domain

据爱丁堡大学(University of Edinburgh201948日提供的消息,科学家们发现了一种新的物质状态,其中原子可以同时以固体和液体的形式存在。

到目前为止,實體材料中的原子通常存在于三种状态之一——固态、液态或气态。然而,研究人员发现,一些元素在极端条件下可以同时具有固态和液态的性质。研究结果显示,对钾(一种简单的金属)施加高压和高温,会使该元素的大部分原子形成固态晶格结构。然而,该结构还包含第二组钾原子,这些钾原子以流体的形式排列。

研究人员说,在适当的条件下,包括钠和铋在内的六种以上的元素被认为能够以新发现的状态存在。但是到目前为止,还不清楚这些不寻常的结构是代表了一种不同的物质状态,还是作为两种不同状态之间的过渡阶段而存在。

由爱丁堡大学的科学家们领导的一个小组使用强大的计算机模拟来研究这种状态的存在,这种状态被称为链融化状态(chain-melted state)。通过模拟多达20000个钾原子在极端条件下的行为,我们发现这些结构代表了物质新的稳定状态。

研究研究者指出,对原子施加压力会导致两种相互连接的固体晶格结构的形成。一个晶格中的原子之间的化学相互作用很强,这意味着当结构被加热时,它们保持固态,而其他原子则融化成液态。这项发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences, PNAS)上——Victor Naden Robinson el al. On the chain-melted phase of matte. PNAS, 2019. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1900985116

此研究得到了欧洲研究理事会(European Research Council)和工程与物理科学研究理事会(Engineering and Physical Sciences Research Council)的支持。这项研究是与中国西安交通大学的科学家合作完成的。

领导这项研究的爱丁堡大学物理与天文学院的安德里亚斯·赫尔曼博士(Dr. Andreas Hermann)说:“钾是我们所知道的最简单的金属之一,但是如果你挤压它,它会形成非常复杂的结构。我们已经证明,这种不寻常但稳定的状态,部分是固体,部分是液体。在其他材料中重现这种不寻常的状态可能会有各种各样的应用。”更多信息請注意瀏覽原文或者相關報道。



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