音叉做探針：從原子尺度看清水合離子真容
“水是世界上最常見、也是非常復雜的物質。最近，我們在嘗試人工控制結冰，在國際上首次從原子層次上觀察到冰是如何形成的，發現在二維極限下冰的結構與石墨烯很相似……”前不久，在第二屆世界頂尖科學家青年論壇上，北京大學物理學院量子材料科學中心教授江穎描繪的水世界吸粉無數。話音剛落，參會的多位諾獎得主紛紛上前交流，水之于人類，還有哪些未解之謎？圖片來源于網絡 從原子尺度“窺視”水的結構以及水合離子的結構，捕捉水分子與離子如何“相愛相殺”，曾困擾人類百余年。近5年來，江穎團隊相繼獲得世界首張亞分子級分辨的水分子圖像、世界首張水合鈉離子的原子級分辨圖像，并發現了水合離子是如何運動的。這對于改良鋰離子電池、提高海水淡化效率、治理霧霾等，都能起到一定的促進作用。 從一池鹽水中抓取到單個水合離子 生命離不開水，但水之于生命就像一個隱形的朋友，它時刻相伴左右，我們卻始終看不清它的容顏。 水的低調、深沉，源于它神秘的“內涵”。北京大學物理學......閱讀全文
音叉做探針：從原子尺度看清水合離子真容
“水是世界上最常見、也是非常復雜的物質。最近，我們在嘗試人工控制結冰，在國際上首次從原子層次上觀察到冰是如何形成的，發現在二維極限下冰的結構與石墨烯很相似……”前不久，在第二屆世界頂尖科學家青年論壇上，北京大學物理學院量子材料科學中心教授江穎描繪的水世界吸粉無數。話音剛落，參會的多位諾獎得主紛紛
我國首獲水合鈉離子原子級分辨圖像－在原子層次看“鹽水”
為包含3個水分子的鈉離子水合物，其具有異常高的擴散能力。北大量子材料科學中心供圖 近日，北京大學物理學院量子材料科學中心江穎課題組、徐莉梅課題組、北京大學化學與分子工程學院高毅勤課題組與中國科學院/北京大學王恩哥課題組合作，繼2014年獲得世界首張亞分子級分辨的水分子圖像后，再次取得突破，首次得到
什么是水合氫離子？
水合氫離子指的是氫離子被水分子吸引生成的物質，通常用H3O+表示。所以水的電離可以用以下方程式表示2H2O=H3O++OH-。水合氫離子是最簡單的氧鎓（钅羊）（Oxonium）。?氫原子在失去電子后，剩余由1個質子構成的核，即氫離子，氫離子是“裸露”的質子，半徑很小，易被水分子吸引生成水合氫離子。
水合離子的形成過程
水分子作為配體通過配位鍵與其它質點相結合，而且配位水分子的數目也是由配位鍵所決定的。對于水合陽離子的形成過程即是：由于水分子是極性分子，存在正負偶極，則溶解后的陽離子和水分子間通過靜電引力相互吸引，陽離子吸引水分子的負端，使水分子以配位鍵配位在陽離子周圍形成水合陽離子，如H3O+、[Fe(H2O)6
水合氫離子的結構
水合質子的結構問題一直是分析界的一大難題，質子在水中的狀態，并不是一般認為是H3O+的結構或者H5O2+的結構，X射線衍射結果表明，存在的氫鍵并不是傳統意義上的O——H···O，而是O···H···O，后者擁有更短的O···O間距和更低的勢壘，使得質子可以輕易的在兩側勢井中移動，中間勢壘低，加上質子
固態水合氫離子鹽
很多強酸都可能形成相對穩定的水合氫離子鹽晶體。這些鹽有時被稱為酸的一水合物。通常，任何具有109或更高的電離常數的酸都可以形成水合氫離子鹽。而電離常數小于109的酸一般不能形成穩定的H3O+鹽。例如，鹽酸的電離常數為107，在室溫下與水的混合物是液態的。而高氯酸的電離常數為1010，如果液體無水高氯
水合氫離子的定義
水合氫離子指的是氫離子被水分子吸引生成的物質，通常用H3O+表示。所以水的電離可以用以下方程式表示2H2O=H3O++OH-。水合氫離子是最簡單的氧鎓（钅羊）（Oxonium）。氫原子在失去電子后，剩余由1個質子構成的核，即氫離子，氫離子是“裸露”的質子，半徑很小，易被水分子吸引生成水合氫離子。
“看見”原子極限－中國科學家首次揭示水合離子的微觀結構
北京大學和中國科學院的一支聯合研究團隊日前利用自主研發的高精度顯微鏡，首次獲得水合離子的原子級圖像，并發現其輸運的“幻數效應”，未來在離子電池、海水淡化以及生命科學相關領域等將有重要應用前景。該成果于北京時間5月14日由國際頂級學術期刊《自然》在線發表。 水是人類熟悉但并不真正了解的一種物質。
我國科學家首次獲取水合鈉離子原子級分辨圖像
日前，北京大學量子材料科學中心江穎課題組、徐莉梅課題組、北京大學化學與分子工程學院高毅勤課題組與中國科學院/北京大學王恩哥課題組合作，繼2014年獲得世界首張亞分子級分辨的水分子圖像后，再次取得突破，首次得到了水合鈉離子的原子級分辨圖像，并發現了一種水合離子輸運的幻數效應。該項研究成果于北京時間
北大教授江穎：他靠這手“絕活”死磕世界難題！
一粒鹽掉進水里，會發生什么？ 還是一名小學生的江穎，就好奇地想要知道，鹽為什么在水里消失不見了。上了初中他才明白，在水的作用下，鹽會溶解成一個個鹽離子，這些鹽離子又會跟水分子結合成為水合離子，但水合離子實在太小了，肉眼根本看不到。這是困擾全世界科學家上百年的難題。 可在20多年后，作為北京大
水合離子的基本信息
在電解質溶液里，離子跟水分子結合生成的帶電微粒，叫水合離子。例如[Fe(H2O)6]2+，[Mg(H2O)6]2+等。在水溶液里的離子大都以水合離子形式存在。有些離子與水結合得比較牢固，而且結合的水分子有一定的數目，以絡離子的形式存在，例如[Cu(H2O)4]2+，[Al(H2O)6]3+等。有些離
水合金屬離子的定義
水合金屬離子又稱水合離子，是水溶液中的金屬離子與水分子絡合生成的絡離子。
北大《Nature》科學家首次看到水合鈉離子的原子級“真面目”
在日常生活中，舀一勺鹽，倒進一杯水里攪一攪，得到一杯鹽水，這是再平常不過的事了。但就是這件小事，卻難倒了無數大科學家。人們已經知道，水能溶解很多東西，并與其形成團簇，但這種離子水合物的微觀結構和動力學一直是學術界爭論的焦點。直到5月14日出版的英國《自然》雜志刊發了一篇北京大學江穎、徐莉梅、高毅
中國科學家國際首獲水合離子原子級分辨率圖像
北京大學物理學院量子材料科學中心教授江穎就水合離子最新研究成果接受媒體采訪。 記者從中國科學院獲悉，中國多個科研團隊合作，繼2014年獲得世界首幅亞分子級分辨率的水分子圖像后，水科學領域近日再獲重大突破，在國際上首次得到水合離子的原子級分辨率圖像，并在此基礎上發現一種水合離子輸運的幻數效應。中國科
水合金屬離子的結構特點
金屬離子均帶有大小不同的正電荷；水分子是極性分子，其氧原子一端帶有負電性，與金屬離子配位，成為配位體，如[Al(H2O)]3+、[Cr(H2O)6]3+。離子半徑大、電荷低的金屬生成的水合離子比較穩定；相反，離子半徑小、電荷高的水合離子易發生水解作用。在水環境中，所有的金屬陽離子都是以水合金屬離子存
多核水合離子的基本信息
在多核水合離子中存在橋鍵結構。（1）雙核水合離子結構已證明Na2CO3·10H2O晶體中存在[NA2(OH2)10]2+離子，水分子近似地以八面體配位在Na+離子周圍，其中兩個水分子為兩個Na+所共有，如圖6：?圖6離子結構（2）多核水合離子結構在LiAlO4·3H2O晶體中存在柱形離子，每個Li+
單核水合離子的基本信息
水合質子H。F。Halliwell與S。C。Nyburg于1963年推算出質子的水合焙為1091KJ/mol。可見溶液中不存在裸露的H+，而是以水合質子[H(H2O)n]+形式存在，式中n=1、2、3。。。。。。。根據分子軌道理論計算，離子H3O+呈平面三角形。因此，H9O4+離子中的四個氧在同一平
精準制造：從微納米邁向原子尺度
“空天海地的網絡建設，信息世界感知力、通信力以及智算力的建設，迫切需要高端、新型的硅基芯片。然而‘自上而下’的光刻技術制造方式已經接近物理極限。”在日前舉行的香山科學會議上，中國科學院院士許寧生說，全球精準制造的競爭已從微納米尺度邁向原子尺度，未來硅基芯片的發展水平將取決于大規模原子制造技術水平
電場調控原子尺度超潤滑取得進展
摩擦是機械系統中普遍存在的現象，也是導致能量耗散、設備壽命縮短和運行效率下降的主要原因之一。如何實現摩擦的主動控制，一直是摩擦學與材料科學領域的核心挑戰。近日，中國科學院蘭州化學物理研究所在原子尺度摩擦控制領域取得進展。團隊通過自主搭建的高通量計算平臺LICP-FPHTC-Platform，研究了8
我國科學家在離子水合和輸運領域取得重要進展
在國家自然科學基金項目（項目編號：11634001, 21725302, 11525520, 21573006, 11290162/A040106）等資助下，北京大學量子材料科學中心江穎課題組、徐莉梅課題組、北京大學化學與分子工程學院高毅勤課題組與北京大學/中國科學院王恩哥課題組合作，首次得到水
“水合離子的原子結構和幻數效應”入2018中國科學十大進展
2019年2月27日上午，2018年度中國科學十大進展發布，相關領域的專家逐項解讀了入選本年度十大進展的成果。國家重點研發計劃“量子調控與量子信息”重點專項支持的“揭示水合離子的原子結構和幻數效應”入選2018年度中國科學十大進展。該成果由北京大學江穎、王恩哥等合作完成。該工作首次澄清了界面上離
顯微新技術可在原子尺度上測磁性
美國能源部橡樹嶺國家實驗室研究人員與瑞典烏普薩拉大學的同行合作，開發出一種新型電子顯微技術，可在原子尺度上檢測材料的磁性。研究人員稱，這一技術或可為制造體積更小的磁性硬盤驅動器提供新思路。 在電子顯微技術領域，光學鏡頭造成的像差是一個讓人頭疼的問題，像差的扭曲效果會使圖像模糊，不利于觀測。因
看！這就是鹽水
在日常生活中，舀一勺鹽，倒進一杯水里攪一攪，得到一杯鹽水，這是再平常不過的事了。但就是這件小事，卻難倒了無數大科學家。 人們已經知道，水能溶解很多東西，并與其形成團簇，但這種離子水合物的微觀結構和動力學一直是學術界爭論的焦點。直到5月14日出版的英國《自然》雜志刊發了一篇北京大學江穎、徐莉梅、
石墨烯將光“壓縮”在單原子尺度內
據最近發表在《科學》雜志上的一篇研究報告稱，西班牙巴塞羅那光子科學研究所（ICFO）研究人員創造了利用石墨烯限制光的最新紀錄。他們將光“壓縮”在單個原子大小的空間內，這一成果有助于研發超小型光開關、探測器和傳感器。 光可以作為計算機芯片不同部分之間超快速通信的通道，也可以用于超靈敏傳感器或片上
新疆理化所在原子尺度揭示固液相變機制
中國科學院新疆理化技術研究所環境科學與技術研究室的科研人員在固液可逆相變原子機制研究中取得進展。相關成果以In situ study on atomic mechanism of melting and freezing of single bismuth nanoparticles 為題發表在
鹽和水的科學魔法秀
水分子使氯化鈉溶解形成離子水合物。江穎供圖 鹽和水，這是人們最熟悉的兩種物質了。但在科學家的眼中，它們就不那么平凡了——在微觀世界中，鹽和水的結合有個科學名字：離子水合物。由于水是強極性分子，它作為溶劑能使很多鹽發生溶解，而且能與溶解的離子結合在一起形成團簇，此過程稱為離子水合，形成的離子水合團簇
音叉物位計的簡介
音叉物位計是一種新型的物位開關，也常被稱為音叉式物位計或者音叉式物位控制器，它是利用音叉振動的原理設計制作的。音叉物位計是在音叉物位開關的感應棒底座，透過壓電晶片驅動音叉棒，并且由另外一壓電晶片接受振動訊號，使振動訊號得以循環，并且使感應棒產生共振。當物料與感應棒接觸時，振動訊號逐漸變小，直到停
音叉物位計的概述
音叉物位計是一種廣泛應用于工業環境的物位開關，常被稱為音叉式物位開關或者音叉式物位控制器，包含音叉液位開關、音叉料位開關等物位測量儀表。它是利用音叉振動的原理設計的，采用壓電器件實現音叉棒的振動驅動與檢測。不接觸物料時，音叉在諧振頻率下產生自由振動，當音叉與被測物料接觸時，音叉的振動振幅明顯減小
科研人員在原子尺度揭示海洋環境中氯離子誘發銅鈍化膜破裂關鍵機制
銅憑借優異的導熱導電性，在工業與海洋工程領域得到廣泛應用。通常，銅表面在堿性環境中可形成以氧化亞銅為主的鈍化保護膜，來有效抑制腐蝕。然而，在富含氯離子的海洋環境中，該保護膜極易破壞脫落，繼而導致材料失效。此前，有研究提出應力誘導斷裂、局部溶解變薄、孔洞誘導坍塌等多種失效機制，但學界對氯離子如何在原子
國內首臺超快掃描隧道顯微鏡問世－實現飛秒級時間分辨
近日，北京大學物理學院量子材料科學中心江穎教授團隊及其合作者研制出國內首臺超快掃描隧道顯微鏡（Scanning Tunneling Microscope，STM），實現了飛秒級時間分辨和原子級空間分辨，并捕捉到金屬氧化物表面單個極化子的非平衡動力學行為，該工作于5月19日發表在物理領域頂級期刊《