首次记录原子间溶剂化

丹麦奥胡斯大学的化学家和物理学家团队与西班牙巴塞罗那大学的同事合作，首次记录了原子与原子的溶剂化作用。在他们发表在《自然》杂志上的研究中，该小组设计了一种在非常冷的温度下用氦液滴操纵钠和氙原子的过程，以捕捉他们所描述的随着时间推移的溶剂化过程的快照。结合起来，这些就产生了一部描述该动作的电影。关于这项工作的研究简报已发表在同一期期刊上。

溶剂化是指溶质溶解在溶剂中，例如盐溶解在水中。作用不会仅仅因为溶质溶解而停止;而是会因为溶质溶解而停止。相反，溶剂继续与已溶解的材料相互作用。

先前的研究表明，这种相互作用可能非常复杂，这就是为什么化学家想更多地了解所发生的情况。找出答案的一种方法是将动作拍摄下来并像电影一样播放。然而事实证明，这个简单的概念非常困难——困难到丹麦的团队直到最近才实现。

为了实现这一壮举，研究人员首先将单个氙原子捕获在已冷却至-255°C的液氦液滴内，然后在液滴的外边缘添加单个钠原子。他们用激光向钠原子发射短脉冲，将其转化为带正电的离子，引发溶剂化——氦原子开始粘附在钠离子上。

然后，研究小组发射了另一个激光脉冲，这次是针对氙原子，将其变成带正电的离子。这两种离子相互排斥的程度如此之大，以至于钠离子及其附着的氦原子被从液滴中推出并到达检测器上，从而可以捕获正在发生的情况的快照。

然后研究人员重复这个过程，每次都等待更长的时间来发射第二个脉冲。他们能够创建他们所描述的动作的渐进快照。然后，一旦他们有了多个连续快照，他们就把它们拼接在一起，制作一部描绘溶剂化过程的电影。