一项令人震惊的研究，水分子组织方式被颠覆！教科书是否要改写？

在一项令人震惊的研究中，来自剑桥大学和德国马克斯普朗克聚合物研究所的研究人员发现，大多数盐水溶液（称为电解质溶液）表面的离子和水分子的组织方式与传统上理解的方式完全不同。这一发现可能会对大气化学模型和其他应用产生重大影响。

许多与气候和环境过程有关的重要反应都发生在水分子与空气的界面上。例如，海水的蒸发在大气化学和气候科学中起着重要作用。了解这些反应对于减轻人类对地球的影响至关重要。然而，迄今为止，对这些重要界面的微观反应的精确理解一直存在激烈的争论。

在发表在《自然化学》杂志上的一篇论文中，研究人员利用一种更复杂的振动和频率生成（VSFG）技术来研究不同的电解质溶液。他们发现，带正电的离子（阳离子）和带负电的离子（阴离子）都从水/空气界面中耗尽。这与教科书模型相反，教科书模型教导离子形成双电层，并且仅在一个方向上定向水分子。

研究人员表示，这一发现表明，简单电解质溶液的表面具有与以前认为的不同离子分布，并且富含离子的亚表面决定了界面的组织方式。这篇论文表明，将高水平HD-VSFG与模拟相结合是一种宝贵的工具，将有助于对液体界面的分子水平理解。

这些类型的界面在地球上无处不在，因此研究它们不仅有助于我们的基本理解，还可以带来更好的设备和技术。研究人员正在应用这些相同的方法来研究固/液界面，这可能在电池和储能方面有潜在的应用。

素材来源：DOI： 10.1038/s41557-023-01416-6.