科学家首次使用纳米杯测量原子间作用力

2017-09-02 04:05:15

构成细胞膜的分子之间存在范德华力(维基百科) 科学家首次成功测量单个原子之间的非常微弱范德华力(van der Waals’ force) 据每日科学(sciencedaily)5月16日报导,瑞士、日本、芬兰、瑞典和德国科学家组成国际研究小组,利用瑞士纳米科学研究所和巴塞尔大学的实验装置,测量单个原子之间的一种迄今所能探测的最小作用力 该研究发表于最新一期《自然通讯》(NATURE COMMUNICATIONS)范德华力为非极性原子和分子之间的一种物理力作用,在内聚力、粘合力、摩擦力等物理作用中起重要作用,是一种意义重大的物理力 科学家以惰性气体(或称“稀有气体”(noble gas))氙气为例,测量原子间的范德华力大部分情况下,所测的范德华力大小符合理论计算值,这些力的大小随着两个原子间的距离变化而变化但在某些情况下,力的实测值较大,是理论计算值的几倍 范德华力是分子之间存在的力量(维基百科) 纳米烧杯固定原子 报导说,科学家为了测量范德华力,制作一个铜原子纳米烧杯,像盛装鸟蛋一样容纳单个氩、氪和氙惰性气体的原子;并在巴塞尔大学使用低温原子力显微镜,镜下制造一个可以安放单个氙原子的尖端;最后,科学家测量尖端上的氙原子和纳米铜烧杯中的惰性气体原子间的距离变化 依照目前的范德华力理论,此作用力越大,原子间的距离越大因此,科学家可以根据原子间的距离推测范德华力的大小变化 铜原子纳米烧杯实际是一个在特定实验条件下能进行自组织的结构科学家认为,只有这样的实验装置,才可以测量惰气原子之间的微小力量 科学家对比了实测结果与理论计算值的差别,发现理论计算非常符合实际测量对于出现的实测力大于理论值的情况,