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金原子群竟自然地堆成金字塔形

2020年1月13日6:52 环球解密

    自然界中多数物质的原子群在自然状态下,都是以一个原子为中心、其他原子分布在其周围,自然地聚集为球状的原子群。一份新研究发现金原子却不是这样。20个金原子自然地组成一个金字塔形,而不是球形。

    金原子堆叠形成金字塔形状的示意图。

    比利时鲁汶大学(Katholieke Universiteit Leuven)的研究者利用扫描隧道显微镜(STM),首次观察到20个金原子聚在一起的时候,自然地形成最底层10个原子、第二层9个原子,最顶端1个原子的四面体形状。

    扫描隧道显微镜用量子隧穿效应探测物质表面结构,在零下269度的低温下工作,可以观测到单个原子的情况。量子隧穿是电流在两个没有物理接触的导体间流通的技术。

    这份研究还发现,由20个金原子组成的原子群组有类似惰性气体原子的特性,电子轨道处于全部被填满的状态,因此其活跃度比数目更多或更少的金原子组成的原子群低得多。

    也就是说,不同数量金原子所组成的原子群特性有很大的不同。这项新发现有助于科学家考察不同数量原子组的催化特性和光学特性,用于设计基于原子群特性的催化剂和光学设备。这方面近期的应用包括,提升燃料电池效能和碳捕获等。

    这份研究近期发表在《科学进展》(Science Advances)期刊上。

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