納米粒子新特性挑戰經典理論

日前，中科院固體物理研究所研究員伍志鯤帶領的小組對納米粒子的特異化學性能進行了研究，發現硫醇保護的超小金和銀納米粒子具有反伽伐尼還原特性。這一發現不但對經典理論提出挑戰，還為特殊納米結構的構筑及性能的調控提供了一種簡便的方法。

據研究人員介紹，以意大利科學家Luigi Galvani名字命名的伽伐尼還原，是一個經典的化學反應：電化學相對活潑的金屬能把相對不活潑的金屬從離子狀態還原出來，而其逆過程——不活潑金屬把較活潑金屬從離子狀態還原出來——是不自發的。舉例來說，金屬Cu可以還原Ag+，而金屬Ag不能把Cu2+還原成Cu。

這個規律從發現至今大約有200年歷史，一直未受到公開懷疑和挑戰，即使在“納米熱”的今天，在納米尺寸范圍內，也沒有遭到異議。這個反應除了在腐蝕、電鍍等生產生活中得到廣泛應用，在納米科學技術上也獲得特別關注，并被廣泛用于構筑納米結構或調控納米結構的組成、結構和性質。

然而，伍志鯤小組認為，當金屬小于一定尺寸時，由于表面電子的富集，反伽伐尼還原也是可能的，即不活潑金屬把較活潑金屬從離子狀態還原出來。他們選取金和銀進行了試驗，并通過質譜、光電子能譜等手段證明了他們的推測。舉例來說，當金的尺寸足夠小時，能將銀離子和銅離子很方便地還原成零價金屬。

這項發現以通訊形式投稿至化學類權威雜志德國《應用化學》后，迅速被接受，并受到評審人的高度評價。目前，這項工作已正式發表。

據了解，此項工作的后續研究正在進行中，結果將有助于進一步理解這一反常發現的機理。

來源：中國科學報 作者：張楠

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