水珠中煎出纳米金属

吕之品

纳米金属粒子有许多奇妙的性质，在医疗和微电子领域有着广泛的应用，但制造它们并不容易，通常还需要用到有毒的化学药品。你自己试想一下，如果一种东西是用来治病的，其本身却是用剧毒物提取的，那它的安全性不让人担忧才怪呢。但是现在，有一种办法可以让我们绕过了这一难关。

这种合成纳米粒子的新办法来自生活中一个常见的现象——在热锅上不停打转的水珠。当一滴水滴落到滚烫的锅上，底下部分瞬间就汽化了，形成一层薄薄的气垫，把水滴托起来，在锅面不停地打旋。早在2007年，科学家就发现，如果我们把这样一滴水珠倒出来，待冷却之后，溶解在它里面的金属离子，就会形成结构疏松、不含任何杂质的纯纳米金属粒子。

至于金屬离子为何能溶解在水珠中呢？科学家提出一种猜想：我们知道，尽管水在总体上是呈电中性的，但水分子是有极性的。极性是指它像一根微型的火柴棒，一头带正电荷，一头带等量的负电荷，正负电荷的中心并不像两个同心球一样重合。当水珠在滚烫的金属表面打转时，大多数水分子带负电荷的一头朝下，带正电荷的一头朝上，因此水珠靠近金属表面的一侧就积聚了很多负电荷。而金属表面的金属离子是带正电的，所以，在水珠底部和金属表面之间，就建立了一个电场。这个电场的强度是相当惊人的，能够把金属离子从金属表面拽出来，吸到水珠中去。至于金属里面原先可能含有的杂质硅，因为硅晶中硅原子是不带电的，电场对它不起作用，所以也就不会混到水珠中来。

这个发现已经被科学家用来制造很多种高纯度的纳米金属粒子。这样的水珠未来可以作为制造纳米金属粒子的微型工厂。