圖片來源：¿美國化學學會/布魯克海文國家實驗室提供 |
邏輯上講，當增加作用在材料上的壓力時，它應該會壓緊。因此，一個國際科學家團隊報告說，他們發現了一種在壓力下膨脹的晶體結構，這非常耐人尋味。這種反直覺的行為可能被用來製造一種用於化學清理的晶體海綿。
在12月19日出版的《美國化學會雜誌》上，研究人員描述了鈉沸石（一種沸石）在不斷增加的壓力下的行為。沸石的特點是其三維結構，其中包含規則間隔的孔隙，這些孔隙位於包含鋁、矽和氧的原子分子框架內（見頂部圖片）。當科學家們將鈉沸石置於高達正常大氣壓力50,000倍的鑽石之間的壓力下時，該材料最初像預期的那樣被壓縮。但是，當壓力在8,000到15,000倍大氣壓力之間時，晶體膨脹了（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：“這不應該發生。通常，當你擠壓某物時，它應該變小。這個東西卻變大了。”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，該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特性稱為“壓力誘導膨脹”，並認為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·赫裡賈克解釋說：“當你增加壓力並且材料變大時，孔隙也會變大。如果汙染物分子進入結構，那麼當你釋放壓力時，孔隙會變小並將汙染物困在內部。”