2018年5月15日訊，繼2014年獲得世界首張亞分子級分辨的水分子圖像后，北京大學(xué)和中國科學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)再次取得突破，首次得到了水合鈉離子的原子級分辨圖像，并發(fā)現(xiàn)了一種水合離子輸運(yùn)的幻數(shù)效應(yīng)。“看見了”水合離子的微觀結(jié)構(gòu)，并揭示了水合離子的“運(yùn)動(dòng)習(xí)性”。昨日23時(shí)，這一成果在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表。據(jù)悉，該成果將對海水淡化、離子電池等很多應(yīng)用領(lǐng)域都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

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水是自然界中最豐富、人們最為熟悉，同時(shí)也是最不了解的一種物質(zhì)。這次，北大和中科院合作取得的突破為大家揭開了“水”的一層神秘“面紗”。該項(xiàng)目由中國科學(xué)院/北京大學(xué)王恩哥課題組與北大相關(guān)課題組合作完成。在研究中，中科院院士、我國著名物理學(xué)家王恩哥與北大教授江穎以及其他同事和學(xué)生克服了重重困難，研發(fā)了一套獨(dú)特的離子操控技術(shù)，運(yùn)用極精密的掃描探針顯微鏡成像技術(shù)，成功得到了離子水合物的原子層次圖像。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了離子水合物奇妙的“動(dòng)力學(xué)幻數(shù)效應(yīng)”：包含特定數(shù)目水分子的鈉離子水合物在表面上的“運(yùn)動(dòng)能力”極強(qiáng)。

江穎告訴記者，基于這一發(fā)現(xiàn)，許多應(yīng)用科學(xué)的研究都可以開辟出全新的道路。例如，海水的主要成分是鹽，其中就包含非常多的鈉離子水合物。因此，在知道了鈉離子水合物的微觀結(jié)構(gòu)和“運(yùn)動(dòng)習(xí)性”后，可以設(shè)計(jì)特定對稱性和周期的材料來提高離子的輸運(yùn)能力和選擇性，實(shí)現(xiàn)將鹽離子和水分離，從而達(dá)到淡化海水的目的。

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