科学家创造出了世界上最干净的水滴

冰柱和水滴。照片:维也纳理工大学

如果你已经打扫过厨房，你会知道要把厨房台面彻底打扫干净几乎是不可能的。即使肉眼看上去是干净的，但在微观层面的科学家眼中却不是这样。

不管它是什么或者在设计和制造之初理论上有多干净，它最终都会被一层薄薄的分子所覆盖。

在最近的一项新研究中，研究人员创造了世界上最干净的水滴，试图找出为什么自洁表面如此难以制造。

其中一个假设是:如果那层肮脏的分子来自水呢？

因此，研究人员在真空室中使用纯冰使水滴完全没有污垢和瑕疵，然后将它们滴到由具有自清洁特性的二氧化钛制成的原始表面上。

当那层肮脏的分子附着在超洁净的表面时，研究人员发现那不是水。但真正的事情真的令人惊讶。

这些分子实际上由两种有机酸组成:乙酸和甲酸。这两种酸之间有着密切的联系。

分子层的图像模拟。资料来源:康奈尔大学

这一发现让研究人员感到惊讶，因为空气中的甲酸和乙酸含量非常低。

这项研究也促使人们重新思考物体表面如何吸收灰尘，如何防止灰尘，以及将来如何实现物体表面的完全无尘和清洁。毕竟，实际情况是看起来干净的水也不干净。

其中一名研究人员，维也纳科技大学的乌尔里克·迪博尔德说:“为了避免杂质干扰，像这样的实验必须在真空环境中进行。”

“因此，我们必须让一滴水完全不接触空气，然后把它滴到二氧化钛的表面。这个表面需要清洗到原子级别。”

然后将二氧化钛从真空室中取出，并与空气接触。直到那时，上述分子层才出现。这表明原因不是水。

这解释了为什么即使粘附在窗户和建筑瓷砖上的灰尘被“烧掉”，这一层肮脏的分子也会立即附着。

康奈尔大学的梅丽莎·海因斯说:“这些分子有助于研究具有自清洁和氧化特性的材料。我们刚刚了解了真相。”

科学家认为，双齿配体有助于酸在化学水平上附着在二氧化钛上，尽管酸在空气中只占十亿分之几。

然而，空气中其他更常见、数量更多的分子一旦遇到这种表面，就会滑落并越过表面，因为它们没有相同的配位机制。

为了保证这一研究结果的正确性，研究人员分别在美国和奥地利进行了在二氧化钛表面滴纯水滴的实验。

海因斯说:“环境变量非常重要。如果你只在维也纳做，有些人可能会说‘啊，那是因为你做实验的房子是酸的’。”

仍然有许多相关的研究需要进一步深入的实验，但是这项研究帮助我们理解为什么很难完全清洁暴露在空气中的物体的表面。

同时，它也解释了二氧化钛是如何取代几乎所有其他分子的，因为它吸收酸。

乌尔里克·迪博尔德说:“这个实验的结果告诉我们，即使是空气中微小的痕迹有时也会起关键作用。”

蝌蚪工作人员从sciencealert编译，翻译狗Gege，转载必须授权。