牛津大學科學家發現在某些情況下粒子可以吸引帶相同電荷的粒子
電荷相反的粒子互相吸引,電荷相同的粒子互相排斥,這是物理學的基本原理。但現在,牛津大學的科學家發現,在某些情況下,粒子可以吸引帶相同電荷的粒子。
粒子可以獲得正電荷或負電荷,這決定了它們在其他粒子周圍的行為。把兩個帶相反電荷的粒子放在一起,它們會互相吸引,而兩個帶相同電荷的粒子會互相排斥。隨著總電荷的增加和粒子間距的拉近,這種靜電力會越來越強,這就是著名的庫侖定律。
但在一項新的研究中,科學家發現了規則的例外。當懸浮在某些溶液中時,一些帶電粒子可以吸引相同電荷的粒子,即使距離相對較遠。更奇怪的是,帶正電荷和負電荷的粒子在不同溶液中的表現也不同。
在測試中,研究團隊將帶負電荷的二氧化矽微粒懸浮在水中,發現在特定的pH 值下,它們可以相互吸引,形成一個六角形的團塊。這似乎違反了基本的電磁原理,即相同電荷的粒子在任何距離上都應該是相斥的。但是,當研究人員使用一種考慮到溶劑結構的粒子間相互作用理論來研究這種效應時,發現了一種新的吸引力,它可以克服靜電排斥力。
但帶正電荷的胺化二氧化矽顆粒卻並非如此。在任何pH 值的水中,這種交互作用都是排斥的。因此,研究小組想知道他們是否能改變這種情況,結果發現,透過換用不同的溶劑(在本例中為醇類),帶正電荷的粒子聚集在一起,而帶負電荷的粒子則保持排斥狀態。
研究小組表示,這項發現可能會迫使我們對自己的假設進行重大反思,並可在實際化學中用於自組裝、結晶和相分離等過程。
這項研究發表在《自然-奈米技術》雜誌。