印度理工学院马德拉斯分校的一组化学家与来自印度贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心的两位同事合作发现,矿物颗粒在浸入带电微滴时有时会自发分解,从而形成纳米颗粒。
该研究发表在《科学》杂志上,研究小组对矿物质和电喷雾装置进行了实验。普渡大学的 R. Graham Cooks 和 Dylan T. Holden在同一期刊上发表了一篇观点文章,概述了这项研究。
先前的研究表明,自然过程通常会导致纳米颗粒的产生,而且自然界中存在许多类型的纳米颗粒。但人们对它们是如何形成的了解甚少。在这项新的研究中,研究小组怀疑其中一些可能是矿物浸入带电液体颗粒的结果。为了查明是否如此,他们设计了一个实验来复制这种自然过程。
研究人员指出,带电微滴在自然界中随处可见,例如云层和海浪。为了制造自己的带电微滴,他们使用了一种电喷雾装置。
当充满水并带电时,它可以产生带电液滴雾。在实验中,研究小组在将水放入喷雾装置之前,先将矿物颗粒添加到水中。然后,他们采集了雾中带电微液滴和其他物质的样本。他们发现,许多纳米颗粒会自发地从微液滴中排出到周围的空气中。
研究人员发现,液滴形成后不久,其表面就会产生双电场,形成一个反应球。当液滴中的库仑能量超过其表面张力时,液滴就会发生裂变,然后矿物纳米颗粒就会以微液滴的形式排出。