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            體積減少改變水的性質

            所屬分類:時事聚焦    發布時間: 2021-09-28    作者:藍田白皮松
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            在自由水溶液中,質子和水合氫離子似乎比其他離子遷移的更快,這是因為格羅特斯機制。

            事實上,單個質子根本不會遷移。這是因為水合氫離子的化學鍵被破壞,并與其他水分子形成新的化學鍵,使得單個質子不會遷移。相反,電荷會直接從一個水分子轉移至另一個水分子。這個過程比離子在溶液中的擴散速度要快。

            到目前為止,許多科研人員都在研究質子在自由水溶液中的傳輸?!霸诂F實生活中,這樣的情況相對少見?!痹撗芯?.兼通訊作者、德國波鴻魯爾大學理化系教授Martina Havenith說,“大多數質子傳輸過程實際上發生在密閉空間或納米孔中?!?/span>

            水合氫離子參與了pH值的確定。到目前為止,其限制作用尚未被完全理解。

            為改變這種情況,Havenith團隊與美國加州大學伯克利分校的研究人員合作,結合理論和實驗方法,創造了大小可被..控制的小型水池。當液滴直徑小于2納米時,實驗和模擬中的質子輸運機制發生了突變。

            “在2納米以下時,質子遷移受到約束效應的限制。當水池擴大時,這種影響就會減弱?!盚avenith解釋說,“令人驚訝的是,我們發現在2納米以上,即水合氫離子可能形成的地方,會出現質子交通堵塞?!?/span>

            Havenith表示,質子會被困在一種振蕩狀態中,它沿著水池的表面來回彈跳,但沒有向前移動,導致導電性沒有像.初預期的那樣進一步增加。

            除了池子的大小,酸濃度也影響質子遷移行為。當研究小組增加酸的含量時,他們在液滴的氫鍵網絡中制造了一種短路狀態,因此質子不再從其位置遷移,而是停留在振蕩跳躍狀態。

            “這對每個依賴質子傳輸的系統都有影響,因為系統的大小或質子濃度可能導致交通堵塞,例如擾亂信號傳遞過程?!?Havenith總結道。(馮維維)

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