驚喜發(fā)現(xiàn)表明違禁粒子可以相互吸引

與人際關(guān)系不同，粒子物理學在“喜歡排斥，異性相吸”這句格言方面是嚴格的。就像任何兩塊磁鐵的同一磁極都抵抗接觸一樣，負電荷和正電荷對自己的公司有一種普遍的厭惡。

然而，牛津大學（University of Oxford）的化學家們在試管中發(fā)現(xiàn)了一個故事，證明愛總能找到出路。甚至在相同電荷的粒子之間。

“我仍然覺得看到這些粒子吸引是很迷人的，即使已經(jīng)看到了一千次，”說該研究的主要作者，Sida Wang。

將多個電子懸浮在完全真空中，它們將盯著電磁匕首，用庫侖定律.同樣，空虛空間中的質(zhì)子也將由于它們共享的正電荷而被迫分開。

另一方面，將其與以不同電荷為主的粒子混合，然后觀看煙花接踵而至。事實上，從字面上看– 如果沒有庫侖定律推動原子三角戀的肥皂劇，化學就不會一樣。

為了簡單起見，化學家認為這個定律對于漂浮在溶液中的帶電粒子和真空中的相同粒子一樣適用。Wang和他的團隊考慮了這樣一種可能性，即當涉及溶劑時，規(guī)則可能并不那么簡單。

在一系列基于不同種類溶液中的二氧化硅顆粒的實驗中，研究人員測量了溶劑的酸度和分子結(jié)構(gòu)等因素，以確定顆粒相互作用的強度。使用光學顯微鏡，他們還計算了顆粒密度的分布。

根據(jù)他們的觀察，很明顯，水基溶液中帶負電荷的二氧化硅顆粒不會像在理想的空曠空間中那樣分開。遠非如此——他們實際上走到了一起。

在對溶液的pH值的檢查中可以找到一個可能的解釋，當從相對酸性的4修改為相當堿性的10時，pH值會影響吸引力的強度。

奇怪的是，調(diào)整為帶正電荷的二氧化硅顆粒根本沒有這種行為，至少在水溶液中沒有。然而，使用酒精作為溶劑的進一步實驗為帶正電的粒子靠得更近提供了絕佳的機會。

這些新發(fā)現(xiàn)的吸引力在遠距離內(nèi)被觀察到，并在較短的距離內(nèi)被預期的排斥力所抵消。

盡管粒子和溶劑之間的相互作用很復雜，但很明顯，它們的重要性足以壓倒始終存在的庫侖力，這些庫侖力通常會迫使以相同電荷為主的粒子分開。

在研究人員所稱的”電溶劑力“，溶液的結(jié)構(gòu)及其自身的帶電成分與懸浮顆粒的表面相互作用，產(chǎn)生凈吸引力，將二氧化硅吸引成團簇，盡管它們具有排斥力。

這些發(fā)現(xiàn)可能對任何科學領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響，其中溶液中帶電粒子的運動很重要，可能為從藥物開發(fā)到理解疾病以及設(shè)計新型納米技術(shù)的任何進展提供信息。

“即使在生理條件下，溶液中帶類似電荷的分子實際上也可能經(jīng)歷一種違反直覺的強烈和長程吸引力，”Wang及其同事結(jié)束.

突然間，人類的浪漫似乎并不那么復雜了。

這項研究發(fā)表在自然納米技術(shù).

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