6 years ago
化學反應(yīng)的本質(zhì)是化學鍵的形成和斷裂,通常需要熱、光或電觸發(fā),用純機械手段來觸發(fā)是個較新的研究領(lǐng)域。此前人們曾通過拉伸分子觸發(fā)化學反應(yīng),但壓縮方式尚未取得成功。
美國能源部SLAC國家加速器實驗室和斯坦福大學研究人員在新一期英國《自然》雜志上發(fā)表報告說,他們利用金剛石產(chǎn)生巨大壓強,再用結(jié)構(gòu)牢固的碳硼烷分子作為“砧臺”,把壓強傳遞給比較“松軟”的分子,使后者的化學鍵斷裂。
實驗中,研究人員讓兩塊金剛石相互靠近,使其對放在中間的樣本產(chǎn)生高達500吉帕斯卡的壓強,約是地心壓強的1.5倍。
被“鍛造”的對象是銅硫團簇,實驗顯示,碳硼烷“砧臺”能把金剛石裝置產(chǎn)生的壓強傳遞給銅硫團簇,致其變形。壓縮過程中不僅發(fā)生化學鍵斷裂,還使電子從硫原子移動到銅原子,產(chǎn)生純銅晶體。
研究人員說,這項成果有助于研究壓強對材料性質(zhì)的影響,進而開發(fā)新型材料。如果能用機械壓縮的方式簡化一些重要的化學反應(yīng),也將為化工合成開辟新路,如降低合成氮肥的成本等。