
我們從小學就被灌輸一個鐵律:物質有三態,固體、液體、氣體,界線分明,井水不犯河水,水到了0度就是冰,鐵到了1500度就是水。這常識穩得像牛頓的棺材板,對吧?
但在微觀世界裡,這個棺材板被英國和德國的科學家聯手掀翻了。
就在本週(2025年12月),頂級奈米期刊《ACS Nano》刊登了一項足以載入教科書的發現:科學家找到了一種「既不是固體,也不是液體」的全新物質狀態。#這發現太反常識先進一段考據流程
權威背書: 論文發表於材料科學界的「聖經」級期刊 《ACS Nano》。
研究團隊: 由英國諾丁漢大學 (University of Nottingham) 的納米碳專家 Andrei Khlobystov 教授,與德國烏爾姆大學 (University of Ulm) 的電子顯微鏡團隊跨國合作。
關鍵設備: 這裡必須畫重點-SALVE 顯微鏡。
全稱 Sub-Angstrom Low-Voltage Electron microscopy(亞埃級低電壓電子顯微鏡)。
普通電子顯微鏡的高壓電子束會把脆弱的碳原子結構轟得稀巴爛,但 SALVE 就像是用「溫柔的手術刀」,能在不破壞單原子層石墨烯的前提下,看清每一個原子的「微表情」,這項實驗由烏爾姆大學的 Dr. Christopher Leist 親自操刀,他是目前世界上最懂如何用這台機器的人之一 。
這不是理論推測,這是用最頂級的設備,親眼「看」到的事實。
#奈米級的畫地為牢
這群科學家在幹嘛呢?他們把目標投射在貴金屬身上-鉑、金、鈀。
通常情況下,鉑金這種高冷金屬,熔點高達 1768°C。你想讓它變成液體,得用煉獄級的高溫,但科學家搞了一個騷操作:他們用石墨烯-那位材料界的「六邊形戰士」做了一個極其特殊的「籠子」。
通過 SALVE 顯微鏡,Dr. Christopher Leist 觀察到了一個詭異的現象,當金屬納米顆粒在石墨烯表面融化時,有一些原子並沒有跟著一起「浪」,而是死死地釘在石墨烯的晶格缺陷上。
這些「釘子戶」原子圍成了一個圈,學術界稱之為「原子圍欄」(Atomic Corral)**。
接下來,見證奇蹟的時刻到了。被這個「圍欄」圈在中間的那些金屬液體,不淡定了。
#350度的液態鉑金
在「原子圍欄」的壓制下,這些鉑金原子進入了一種極端的「過冷狀態」(Supercooled State)。
Khlobystov 教授的數據顯示:原本應該早就凍成硬邦邦固體的鉑金,在 350°C 這個對金屬來說堪稱「寒冷」的溫度下(比正常凝固點低了 1000 多度!),竟然還保持著流動的液態 。
這相當於什麼?相當於你在零下100度的南極,潑出一杯水,結果水不僅沒結冰,還在杯子裡歡快地跳躍。
Khlobystov 教授激動地表示:「這是人類第一次成功用原子來『圈養』液體。」以前我們只能用光學鑷子圈住光子,但這次,我們是在實打實地操控物質的形態。
#為什麼這個發現價值連城
你可能會想問:「這跟我有什麼關係?能讓我的顯卡跑得更快嗎?」
這還真這跟我們的錢包關係很大,這項技術的潛在商業價值,集中在一個關鍵詞上:催化劑。
我們現在用的氫燃料電池、汽車尾氣處理、化工合成,全都依賴鉑、鈀這些死貴的稀有金屬做催化劑,諾丁漢大學的催化專家 Dr. Jesum Alves Fernandes 指出,這種「半液體半固體」的狀態可能引發一場革命。
不死之身: 傳統固體催化劑用久了表面會磨損、中毒。但這種「被圈養的液體」具有流動性,表面壞了?沒事,它自己流動一下就補好了。
極致效率: 每一顆原子都被「原子圍欄」精確鎖定在最能幹活的位置,不再有「打混摸魚」的原子。這意味著我們能用極少的稀有金屬,造出性能強十倍的電池。
這不只是省錢,這是在為未來的清潔能源技術續命, 試想一下,如果氫燃料電池的成本能因為這項技術降低 30%,新能源車的格局會發生什麼變化?
#我們正在觸碰上帝的源代碼
從這項研究裡,我們看到人類對物質的掌控,已經從「利用性質」進化到了「定義性質」,宏觀世界正被奈米新世界取而代之,原子不再是冰冷的積木,它們是可以被馴服的羊群。
而科學家,正是那劈著鞭子的牧羊人。
圖片來源:PHYS ORG-Molten metal nano-droplets reveal new hybrid state of matter where solids meet liquids


