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新物質形態:原子可同時為固態和液態

文章來源:科技日報 劉霞   發布時間:2019-04-10  【字號:     】  

  據物理學家組織網8日報道,科學家們已經發現了一種新的物質形態:鏈融態(chain-melted state),其中原子可同時以固態和液態存在。

  迄今為止,人們普遍認為,物理材料中的原子只能以固態、液態或氣態這3種狀態之中的一種存在。但研究人員發現,在極端條件下,某些元素可“一人分飾兩角”,同時展現出固態和液態的特性。

  英國愛丁堡大學和中國西安交通大學科學家團隊進行的研究顯示,對鉀這種簡單的金屬施加高溫高壓,會創造出鏈融態——其中,鉀元素的大部分原子形成固體晶格結構;但該結構同時還包含另一組以流體排列的鉀原子。

  在研究中,團隊使用功能強大的計算機,模擬了20000個鉀原子在極端條件下的表現,結果表明,形成的新結構代表了新的、穩定的物質態。

  他們解釋稱,對原子施加壓力會導致兩個相互鏈接的固體晶格結構的形成,其中一個晶格中原子之間的化學相互作用很強,這意味著,當結構被加熱時它們保持固態;而其他原子則熔化成液態。

  研究人員表示,在合適的條件下,包括鈉和鉍在內的6種以上的元素能以新發現的這種狀態存在。

  研究負責人、愛丁堡大學物理與天文學院的安德烈亞斯·赫爾曼博士在《美國國家科學院院刊》上撰文稱:“鉀是我們所知道的最簡單的金屬之一。我們已經證明,這個不尋常但穩定的狀態是部分固體和部分液體,在其他材料中重構這一狀態或有多種應用。”

  不過,新發現的結構究竟僅代表一種獨特的物質狀態,還是兩種狀態之間的過渡狀態,研究人員仍需進一步確定。




(責任編輯:侯茜)

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