鹽水表面水分子組織方式不同此前認識

英國和德國科學家在近日出版的《自然·化學》雜志上發(fā)表論文指出，鹽水表面水分子的組織方式與此前認為的不同。 最新研究不僅顛覆了教科書上的相關內容，也有望催生更好的大氣化學模型和其他應用。

許多與氣候和環(huán)境過程有關的重要反應都發(fā)生在水分子與空氣接觸的地方，離子在空氣和水界面的分布也會影響大氣過程，但科學家迄今未對這些重要界面的微觀反應達成一致意見。

劍橋大學和馬克斯·普朗克研究所的科學家曾著手分析了在空氣和鹽水的交界處，水分子如何受離子分布的影響。 此前科學家借助振動和頻生成（VSFG） 技術直接測量了這些關鍵界面處的分子振動。 但該技術無法測量信號是正還是負，單獨使用實驗數據也可能給出模棱兩可的結果。

在最新研究中， 團隊利用更復雜的外差探測（HD）-VSFG 技術，以及先進的計算機模型，研究不同的鹽水溶液。 結果表明，帶正電的陽離子和帶負電的陰離子，都會在水/空氣界面耗盡。 簡單電解質的陽離子和陰離子會使水分子向上和向下。 但此前的教科書認為，離子會形成帶電的雙層，使水分子僅朝一個方向。

研究表明，大多數鹽水溶液表面的離子和水分子的組織方式，與傳統觀點迥然不同，有望催生更好的大氣化學模型和其他應用。 研究團隊正將相同方法應用于固體/液體界面，未來將在電池和儲能方面找到潛在應用。

（劉霞科技日報 2024-01-17）

催化組合將二氧化碳轉為碳納米纖維，有助抵消強效溫室氣體排放

美國能源部布魯克海文國家實驗室和哥倫比亞大學研究人員聯合開發(fā)了一種耦合電化學和熱化學反應的新策略， 可將強效溫室氣體二氧化碳（CO2）轉化為碳納米纖維。 這些材料具有廣泛的獨特性能和許多潛在的長期用途。 研究人員在《自然·催化》雜志上描述，新方法可在相對較低的溫度和環(huán)境壓力下進行，成功地將碳鎖定在固體形態(tài)的物質中，以抵消碳排放甚至實現負碳排放。

研究人員表示， 將碳納米纖維放入水泥中，可使碳在混凝土中鎖定至少50年。 該過程同時還會產生氫氣。

新工作的特別之處在于，試圖將CO2轉化為具有附加值且堅實的固體碳材料。 這種固體碳材料含有尺寸為十億分之一米的碳納米管和納米纖維，具有許多吸引人的特性，包括強度、導熱性和導電性。但是，從CO2中提取碳并使其組成精細的結構并不是一件簡單的事情。