惊人发现：在液体和固体之间发现了一种新的物质状态

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根据最新研究，液体和固体之间的边界可能存在一种以前未知的新物质状态，因为某些原子即使在液态金属中也保持静止。这一发现可能从根本上改变我们对金属凝固和技术应用的理解。

随着技术的进步，了解材料在极端条件下的行为变得越来越重要。各种金属从液态到固态的转变是一个特别关键的过程，因为它决定了材料的最终结构及其特性。一项新的研究强调，在这一过渡区域，可能会出现一种新的物质状态，它既不是完全的液态，也不是传统的固态。

原子层面的新物质状态

来自英国诺丁汉大学和德国乌尔姆大学的研究人员调查了金属在凝固前的状态，并将研究结果发表在《ACS Nano》杂志上。

在他们的实验中，铂、金和钯制成的纳米粒子被熔化，然后被放置在薄薄的石墨烯层上，石墨烯层既是支撑物，又是加热面。他们利用透射电子显微镜研究了熔融金属纳米液滴逐渐冷却的过程。

当金属熔化时，大多数原子开始像预期的那样快速移动–这与人们对液体的预期完全一致，因为在物质状态转变过程中，粒子的结合会发生变化。

然而，研究人员观察到了一个令人惊讶的现象：液态金属中的一些原子没有移动，无论温度如何都保持静止，并开始附着在石墨烯支撑物的点缺陷上。这种行为与我们之前对液体原子级行为的理解完全不同。

据《大众机械》（Popular Mechanics）报道，这项研究的一个重要方面是科学家们能够控制固定原子的数量。通过使用电子束，他们增加了石墨烯中缺陷的数量，从而在液态金属中形成了更多的固定原子和分子。这些粒子不仅保持孤立，还能在液体周围形成环状结构–“原子栅栏”，这对凝固至关重要。

当固定原子较少时，液态金属最终会结晶成固体。然而，当液体周围有许多这样的原子时，结晶就会被完全阻止，金属就会保持液态，远远低于其正常凝固点。

就铂纳米粒子而言，研究人员观察到，即使在比正常凝固点低 1000 多度的 350°C 温度下，这种液体仍能保持液态。由于这种状态既不能被描述为传统的液态，也不能被描述为典型的固态，因此作者将其称为一种新的物质状态。

有趣的是，这种新的物质状态并不是永久性的。随着时间的推移，液体最终会凝固，但不是变成规则的晶体结构，而是变成不稳定的无定形形式。一旦 “原子栅栏 “被破坏或分解，这种结构几乎会立即转变为常规晶体。

研究人员认为，这一发现的实际意义可能是巨大的。更好地了解这种新的物质状态有助于在能量转换和储存中更有效地利用稀土金属，并提高碳基铂材料的性能。