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國(guó)際聯(lián)合研究證實(shí)水分子與石墨烯電子的固液量子摩擦機(jī)制

   2023-08-03 互聯(lián)網(wǎng)綜合消息
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核心提示:來自英國(guó)曼徹斯特大學(xué)、德國(guó)馬克斯·普朗克聚合物研究所等的國(guó)際科研小組在《自然·納米技術(shù)》上發(fā)表研究成果顯示,水可以直接與

來自英國(guó)曼徹斯特大學(xué)、德國(guó)馬克斯·普朗克聚合物研究所等的國(guó)際科研小組在《自然·納米技術(shù)》上發(fā)表研究成果顯示,水可以直接與碳的電子相互作用,這在流體動(dòng)力學(xué)中是一種非常不尋常的量子現(xiàn)象。

科研團(tuán)隊(duì)使用超快光譜研究液體-石墨烯界面上的能量傳遞過程,即通過超短紅色激光脈沖(持續(xù)時(shí)間僅為十億分之一秒的百萬分之一)來瞬間加熱石墨烯的電子云,然后用太赫茲激光脈沖監(jiān)測(cè)其冷卻過程。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)石墨烯浸入水中時(shí),電子云冷卻得更快;而將石墨烯浸入乙醇中對(duì)冷卻速率沒有影響。結(jié)論顯示水加速了石墨烯電子的冷卻,而其他極性液體的冷卻動(dòng)力學(xué)基本不受影響。

這種現(xiàn)象的可能解釋是,熱電子推拉水分子以釋放部分熱量,即通過量子摩擦進(jìn)行冷卻??蒲腥藛T深入研究了這一理論,確定水-石墨烯的量子摩擦可以解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),支持了理論上提出的固液量子摩擦的基本機(jī)制。

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