冰融化是一種常見但復雜的現象,目前尚不完全清楚。雖然理論研究表明,冰中預先存在的缺陷會產生“脫離晶格”的水分子,引發大塊冰融化,但由于冰的透明和瞬態性質對當前技術的觀測構成了重大挑戰,因此缺乏關于其形式的直接實驗證據。
有鑒于此,華南師范大學王耀教授、上海大學石國升教授等報道一種冰融化誘導凍干(IMIL)技術,該技術采用基于石墨烯的納米探針來復制和跟蹤融化的大塊冰中的液體演變。
本文要點:
(1)
作者通過實驗數據和理論計算表明,“非晶格”水分子形成球形液滴,隨著熔化的進行而擴大和聚結。
IMIL技術代表了一種新型納米技術,通過利用天然液滴作為模板來制作高質量的空心球,與傳統方法相比,它在簡單性、環保性、可擴展性和尺寸可調性方面具有優勢。
(2)
通過IMIL技術制造的Pt負載石墨烯空心球具有超靈敏的甲醛檢測性能,檢測限僅為5 ppb(parts per billion),而且具有快速的響應時間和恢復時間(~4.9 s),無需輔助的技術幫助能夠在室溫運行,性能超過了世界衛生組織(WHO)的標準和當前的檢測方法。這些發現突出的表明IMIL技術在各種應用構筑多功能的空心球材料的潛力。
參考文獻
Zhuo Chen, Jinrong Wang, Xing Liu, Yao Wang*, Jie Shen, Jiaqiang Li, Xianda Liu, Xueyan Li, Wenle Pei, Ying Guo, Guosheng Shi*, Hao Li, Ahmad M. U. Siddiqui, Nicolaas F. de Rooij, Lei Jiang, and Guofu Zhou, Crafting Hollow Spheres via Bulk Ice Melting with ppb-Level Gas Sensing Performance, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c14808
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c14808