“智能”材料如何改变我们的家

如果你高兴的话,那么闭上眼睛,在你的大脑中想象一番吧:椅子,为每一天使用它的人自动地调整形状和温度;墙,随你所愿地改变颜色和结构;电视屏幕上,物体从平面上走出,向你而来。 这就是微纤塑料——传统塑料和微纤技术发展领域在理论上的融合,微小的机械和其他的物体按原子方式排列而构造,使之智能化。 有关微纤塑料的假说,代表着一种全新的家庭产品设计思想。明天的家庭是一个真正智能化的、适应性强的、自我管理的产品系统。     

激光束使原子跃迁

表面特性在很多材料应用中是十分重要的。表层原子的排列通常与体中的不同,它可以影响表面吸附其他物质原子的方式。美国宾夕法尼亚大学的研究人员最近已直接观测到铂表面上原子的重排方式。他们用激光束短脉冲加热表面,用场致离子显微镜观察铂样品表层原子的排列。该项研究工作要在呈尖端形的样品周围     

令化学家兴奋的快速探测结构方法

正跨学科思维是电子衍射在有机化学领域发挥潜能的关键。2018年10月中旬,网上发表的两篇论文描述了一种利用电子束快速揭示原子如何排列的技术,可以在几分钟(而非几周)内推断出小有机分子的结构(如药物分子),该技术被称为三维电子衍射技术。了解原子在分子中的排列方式,对于理解物质的功能很有必要。例如,致力于新药开发的化学家会依据这种结构来了解药物作用于身体的机理以及应如何调整药物,使其更有效地与治疗目标结合,减少副作用。     

碳化硅新多型体69R的晶体结构

碳化硅是典型的多型性化合物。除立方结构的β-SiC 外,在已发现的67种α-SiC 多型体中进行过详细晶体结构分析的仅24种。它们分属三种空间群:C6mc、R3m 和 C3m,其中15种属于 C3m 空间群。α-SiC 多型体的晶体结构可以看作是 Si-C 原子层按不同的密堆积方式排列而成的。它们的晶体结构可以用(1120)截面的 Z 字形序列来表示。Ramsdell 假定 SiC 多型体晶体结构的 Z 字形     

IBM用原子打造世界最小电影

<正>美国国际商用机器公司(IBM)于5月1日宣布,该公司利用宇宙中的微小粒子——原子,塑造了一个男孩形象,制作了一部世界上最小的电影,并已获得吉尼斯世界纪录认证。这部电影名为《男孩和他的原子》,描绘了一个男孩与原子一起跳舞和玩耍的情景。男孩的线条轮廓由一个个原子排列组成。尽管这部电影时长不过90秒,     

用冷原子模拟超导体

<正>科研人员说,他们接近用超冷原子晶格模拟高温超导体,这是解释超导体的完美导电状态的一步。排列于规则晶格中的超冷原子可以为弄清高温超导现象的起源提供线索。晶格格位的排列(白色能量面中的低谷)在实验中通过激光来制造     

能划伤钻石的玻璃材料问世

<正>近日,中国材料科学家在对各种形式的碳进行实验并创造出了一种坚硬到可以划伤钻石表面的玻璃。这种透明材料具有不可思议的强度,还可以作为半导体。这为光伏领域带来了一些令人期待的可能性。这种被称为"AM-Ⅲ"的新材料和钻石有一些相似之处,因为它主要由碳原子构成。但钻石的原子和分子排列是完美的晶格结构,而AM-Ⅲ的原子和分子排列不整齐,结构更加混乱,     

Fe3C(001)晶面共价电子密度的计算

文献[1,2]给出了Fe-C合金中奥氏体、马氏体(原子排列较密集的)晶面平均共价电子密度(简称电子密度)的计算方法,并以此讨论了奥氏体(111)与马氏体(110)异相界面处-的电子密度。本文以Fe-C合金中另一重要的相渗碳体(Fe_3C)(001)面为研究对象,给出同时穿过几层原子的(原子排列较疏的)晶面电子密度的计算方法,并应用奥氏体(225)等晶面,讨论渗碳体(001)和铁素体(112)、渗碳体(001)和奥氏体(225)等界面电子密度的连续性。     

第一性原理分子动力学计算核幔边界条件下Ni的结构和动力学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理分子动力学计算了在地幔与外地核(核幔)边界条件下Ni的结构和动力学,发现在核幔条件(4000K,139GPa)下,Ni是一种液态结构.常压下液态Ni的原子排列主要是二十面体序,在压强的作用下,二十面体序有一个增加的过程,当压强大于68GPa后,二十面体序的增强过程发生逆转,大量的完整二十面体结构受到破坏,缺陷二十面体急剧增加.核幔边界条件下的液态Ni形成了一种由完整二十面体、缺陷二十面体、面心以及密排六方等其他原子排列方式并存的复杂结构.我们计算了液态Ni的扩散系数,其数量级大约为109m2/s,与相应条件下Fe的扩散系数的数量级相同.由于核幔边界条件下的高压作用,液态Ni原子比常压和低压下的Ni原子扩散得更慢,且在弛豫过程中出现了β弛豫.     

糖为什么味甜

糖具有甜味,这是人们熟知的事实,但是,糖的甜味是怎样产生的呢?生物化学的分析表明,甜味是与化学作用、电、电荷的相互吸引、分子中原子间的束缚以及质子和电子间不可思议的距离有关。具有甜味的第一个要求是当食物被咀嚼而和唾液混和后,必须能分成一种有特殊结构的分子;这个分子中又必须有一个氢原子被分离出来,并且直接排列在一个不同原子的邻近,而该原子是带有轨道电子的。这就是基本的化学作用。     

由金刚石和石墨所想到的

金刚石和石墨本出一源.化学向人们揭示了它们的共同元素--碳,导致差异的是不同原子的排列,以及它们的互化.     

碳化硅多型体147R_((b))的晶体结构

碳化硅是层状结构化合物,是典型的多型性物质。已发现的多型结构变体达136种,巳测定过晶体结构的约40种。碳化硅高层多型变体的六角C轴晶胞参数可达四千埃以上,单位晶胞原子数目高达三千以上,因而晶体结构测定有一定的困难。碳化硅多型体晶体结构的测定通常采用尝试法,根据已有的结构规律选择可能的原子排列方式作强度计算并与实测强度值作比较。     

第一性原理分子动力学计算核幔边界条件下Ni的结构和动力学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理分子动力学计算了在地幔与外地核(核幔)边界条件下Ni的结构和动力学, 发现在核幔条件(4000 K, 139 GPa)下, Ni是一种液态结构. 常压下液态Ni的原子排列主要是二十面体序, 在压强的作用下, 二十面体序有一个增加的过程, 当压强大于68 GPa后, 二十面体序的增强过程发生逆转, 大量的完整二十面体结构受到破坏, 缺陷二十面体急剧增加. 核幔边界条件下的液态Ni形成了一种由完整二十面体、缺陷二十面体、面心以及密排六方等其他原子排列方式并存的复杂结构. 我们计算了液态Ni的扩散系数, 其数量级大约为10^-9 m²/s, 与相应条件下Fe的扩散系数的数量级相同. 由于核幔边界条件下的高压作用, 液态Ni原子比常压和低压下的Ni原子扩散得更慢, 且在弛豫过程中出现了β弛豫.     

三中心自由基取代反应的择向性

按1973年Herschbach等人提出的三中心自由基取代反应的电负性指向规则,一个自由基(或原子)与分子XY之间的反应将总是优先进攻XY中电负性较低的那个原子。交叉分子束等实验技术为     

自然信息

固态~3He不象想象的那样简单最近,贝尔实验室奥舍罗夫(D.D.Osheroff)等人以及佛罗里达大学亚当斯(D.Adams)等人各自独立的工作表明,固态~3He并不如想象的那么简单,它的磁序固相中的核自旋并不按与体心立方点阵有关的最简单的对称方式排列. 在固态~3He中,自旋相互作用     

发现古希腊被谋杀群体

正考古学家最近在希腊雅典城郊发现两座古代集体墓葬,掘出80具男性骨架。与人骨架同时被掘出的两只花瓶,让考古学家得以测定这两座墓的年代——公元前675年~公元前650年之间。这些人骨架是排列成行下葬的,其中一些人面朝天,一些人背朝天,36人被铁环束手。所有死者的牙齿状况良好,表明他们死时都很年轻,也很健康。考古学家推测,他们都是公元前7世纪未遂政变发动者、     

人造梯形化合物

人造梯形化合物梯形化合物──原子连接成梯状──有着对称而又简单的结构，这种结构可用于研究制造相互作用的原子自旋的电导体甚至超导体。然而，这样排列的分子一直只是理论上的假设，因此需要得到证实。现在，研究人员已经制造出一种由铜、氧和湖原子——高温超导体的...     

被嘲笑者赢得诺贝尔奖

<正>结晶材料一般由晶胞(晶胞是指构成晶格的最基本几何单元。晶格是指晶体内部原子排列的具体形式。请参见文末名词解释)组成。晶体中的原子排列模式具有三维空间的周期性,隔一定的距离重复出现。这种晶体结构使得石墨成为一种很好的润滑剂。1982年4月8日早晨,在美国工作的以色列工学院科学家丹尼尔·舍特曼在观察一种迅速冷却的金属     

用冷原子驾驭光

(续上期 )测量我们的超慢光的速度相对容易一些。我们用耦合光从侧面照射原子云团 ,并沿长轴把探测光脉冲射入原子云团 ,然后只是坐在原子云团后面等待光脉冲的出现 ,用光电倍增管探测光脉冲的到达时间。为得知光脉冲的速度 ,我们随后需要做的全部事情就是测量原子云团的长度 ,我们利用第三束激光———成像光束来完成这项工作。成像光束与耦合光和探测光成直角、垂直地穿过原子云团。原子会在成像光束中产生一个“吸收暗斑” ,我们用照像机对原子云团快速拍照可记录下该暗斑 ,进而可测量原子云团的大小。把光脉冲停住我们已经知道如何让光…     

Cu(NH_3)_4Ag(SCN)_3的晶体结构

为了进一步探讨硫氰酸根在络合物中的结构化学特征,我们着手研究若干含硫氰酸根双金属络合物的晶体结构.先前已经研究过的Cu(NH_3)_2Ag(SCN)_3晶体结构显示出,Ag原子由6个S原子按八面体方式直接配位,而Cu原子具有三方双锥配位构型,即由三个硫氰酸根的N原子及两个NH_3的N原子形成五配位络合.此类构型对二价Cu是不多见的.这一含两