圖片來源：美國化學學會/BNL 惠允 |
邏輯表明，當你增加作用在材料上的壓力時，它應該會被壓縮。因此，一個國際科學家團隊的報告稱，他們發現了一種在壓力下膨脹的晶體結構，這非常有趣。這種違反直覺的行為可能被利用來製造用於化學淨化的晶體海綿。
研究人員在12月19日出版的《美國化學學會雜誌》上描述了鈉沸石（一種沸石）在壓力增加下的行為。沸石是一種固體，其特徵是三維結構，在原子分子框架內包含規則間隔的孔隙，這些原子包括鋁、矽和氧（參見頂部圖片）。當科學家們將鈉沸石置於高達正常大氣壓50,000倍的壓力下（在兩顆鑽石之間）時，該材料最初如預期的那樣被壓縮。但是，當壓力在正常大氣壓的8,000到15,000倍之間時，晶體膨脹了（參見底部圖片）。布魯克海文國家實驗室的合著者托馬斯·沃格特說：“這本不應該發生。” “通常，當你擠壓某物時，它應該變小。但這東西卻變大了。” 隨著壓力的增加，材料進一步被壓縮。
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X射線分析表明，材料膨脹是因為額外的水分子被擠入鈉沸石內的孔隙中。該團隊將這種不尋常的性質稱為“壓力誘導膨脹”，並建議該材料可用於清除化學或放射性汙染物。伯明翰大學的合著者約瑟夫·赫里亞克解釋說：“當你增加壓力時，材料會變大，孔隙也會變大。” 他說，如果汙染物分子進入結構，“當你釋放壓力時，孔隙會變小並將汙染物捕獲在內部。”