超微型“砧台”可用于“锻造”分子

    新华社北京2月24日电 铁匠用砧台来锻造金属,美国科学家搭建出一个超微型“砧台”,能够在上面“锻造分子,造成化学键断裂和电子转移。据介绍,这是首次仅通过机械压缩触发化学反应,可望带来更高效、精确和环保的化工合成技术。

    化学反应的本质是化学键的形成和断裂,通常需要热、光或电触发,用纯机械手段来触发是个较新的研究领域。此前人们曾通过拉伸分子触发化学反应,但压缩方式尚未取得成功。

    美国能源部SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学研究人员在新一期英国《自然》杂志上发表报告说,他们利用金刚石产生巨大压强,再用结构牢固的碳硼烷分子作为“砧台”,把压强传递给比较“松软”的分子,使后者的化学键断裂。

    实验中,研究人员让两块金刚石相互靠近,,使其对放在中间的样本产生高达500吉帕斯卡的压强,约是地心压强的1.5倍。

    被“锻造”的对象是铜硫团簇,实验显示,碳硼烷“砧台”能把金刚石装置产生的压强传递给铜硫团簇,致其变形。压缩过程中不仅发生化学键断裂,还使电子从硫原子移动到铜原子,产生纯铜晶体。

    研究人员说,这项成果有助于研究压强对材料性质的影响,进而开发新型材料。如果能用机械压缩的方式简化一些重要的化学反应,也将为化工合成开辟新路,如降低合成氮肥的成本等。

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