http://www.physorg.com/news190818361.html
April 18, 2010
(PhysOrg.com) -- 一個位於日本旗艦研究組織 RIKEN 的研究團隊，在反應產物的選擇性控制上獲致首次成功，他們在超細薄膜上將單個水分子解離（dissociation）。這種反應，在 4/19 當期的 Nature Materials 中敘述，為新奇功能性催化劑的創造以及在潔淨能源中的應用，開啟了大門。
最近幾年內，在奈米尺度下展現新奇特性之物質的知識，驅使著具有益應用之功能性奈米材料的研究。在這之中，超薄金屬氧化物薄膜，因其在反應催化劑（reaction catalysis）中的應用而受到關注，然而，這種催化角色背後的機制確仍不清楚。
在超低溫下，這個研究團隊利用一具 STM（掃描穿隧顯微鏡）探索單個水分子與數個原子厚之氧化錳（MgO）薄膜交互作用下的動力學（圖一）。
他們發現，藉由將穿隧電子（tunnelling electrons）注入 MgO 表面的水分子上（圖二），他們能選擇不同的解離路徑：刺激分子的振動態（vibrational states）誘使其解離成氫氧根（H + OH）（圖三 a 與 b），或著透過其電子態（electronic states）的刺激誘使其解離成原子氧（O）（圖三 c 與 d）。
水分子經由選擇性反應路徑的受控制解離在標靶催化作用（targeted catalysis）中呈現出獨特的機會，尤其在氫的製造上 -- 一種潔淨能源的潛在來源。雖然促進了我們對於水分子動力學的理解，不過這項發現也為更多複雜系統在絕緣薄膜上之催化作用的應用作好準備。
※ 相關報導：
＊ State-selective dissociation of a single water molecule on an ultrathin MgO film
http://www.nature.com/nmat/journal/v9/n5/abs/nmat2740.html
Hyung-Joon Shin, Jaehoon Jung, Kenta Motobayashi,＊ 研究者重新發現水的結構
Susumu Yanagisawa, Yoshitada Morikawa, Yousoo Kim &
Maki Kawai
Nature Materials 9, 442 - 447 (2010)
Published online: 18 April 2010
doi: 10.1038/nmat2740
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1 則留言:
別小看泡泡 專家發現裡頭學問大
http://newtalk.tw/news_read.php?oid=5841
新頭殼newtalk 2010.06.11 陳怡潔/編譯報導
你有沒有注意過，泡泡「啵」的破掉以後，旁邊會有一圈整齊的小水珠？你曾經好奇過它的成因嗎？現在科學家藉著高速攝影，發現這圈小水珠裡的學問比你想像的多。
這圈小水珠有個可愛的名字，叫做「女兒泡泡」（daughter bubbles）。液體上面的浮泡破掉以後不是直接消失，而是在破裂後縮回到液體裡，形成一個被空氣困住的圓環形狀。
這個刊登在自然期刊上的報告說，當一個大泡泡破裂後，會形成一圈「女兒泡泡」。但是還沒結束，當小「女兒泡泡」破了以後，會形成一圈更小的，「女兒泡泡」的「女兒泡泡」。
最後，當不斷反覆形成的「女兒泡泡」實在很小很小後，它會破裂而迅速造成一股噴射力量，把小氣霧水滴推進到大氣中。
領導研究的哈佛大學James Bird解釋說，他最感興趣的是泡泡變化過程中的基礎物理。不過這個研究最後幫很多工程進行了微細調節部分。他說：「像是玻璃製造業最怕小泡泡出現，這個實驗就提供了參數的調整，以減少『女兒泡泡』。」
James Bird說他在實驗室鬼混了一晚後，意外的發現了這個現象：「我和同事想看看，泡泡在一般的表面而不是液體中時，改變模式會不會像小水滴一樣。雖然我們原本想做的沒成功，但是我們盯著半個肥皂泡泡時，發現了難以解釋的『女兒泡泡』。」
科學家說這個研究對人體健康也有貢獻──泡泡破裂中產生的氣霧水滴，跟游泳池和溫泉中的疾病傳播也有關聯。
這個研究與海洋和大氣中的物質及溫度交換也有關係。
※ 影片詳見網站。
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