學習新視界 2025-07-14

探討水與氣體分子交互作用 李啟正研究成果登上《Small Structures》

【記者陳宇暄淡水校園報導】物理系副教授李啟正與中研院及臺大學者共同發表「Crystalline Water Structure in Room-Temperature Clathrate State:Hydrogen-Bonded Pentagonal Rings(室溫下籠形水合物的結晶水結構:氫鍵形成的五邊形環)」,刊登於知名國際期刊《Small Structures》,影響因子高達13.9,為材料期刊中最難發表期刊之一,文章不接受率高達五成六,論文內容皆具備前瞻性和完整性,才能被接受並發表。

李啟正表示,在常壓室溫時條件下,水通常為液態或低溫下的冰,液態無週期性,冰則多為六方晶系結構,傳統上認為,在室溫與常壓條件下,水分子難以形成具明確原子排列位置的晶體結構。他與中央研究院研究員黃英碩,博士陳敬修與徐偉豪和臺灣大學教授朱明文一同研究,使用穿透式電子顯微鏡發現,即使在室溫與常壓下,水被石墨烯包覆時,亦可形成具有週期性的晶體結構,觀察到水分子形成籠狀結構,能包覆氣體分子。

李啟正再與日本九州大學教授富安亮子合作,利用實驗得到的電子繞射數據,成功解析出常溫常壓下,具有晶體結構的水所對應之晶格常數,並進一步運用第一原理理論計算,與團隊建構出「籠形水合物」中水分子的晶體結構。結果顯示,這些水分子形成了五角環形式鍵結圖像,與已知的冰相 XVII高度相似。不僅展示水在室溫常壓與受包覆的環境下,具備結晶能力,也探討了水與氣體分子間的交互作用,對室溫下水的微觀結構,提供了重要線索。

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NO.1220 | 更新時間:2025-07-14 | 點閱:28 | 下載:

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