是时候修改元素周期表了吗?或许我们应该考虑一下,现在我们已经有了一类新的化学构建模块,称为超原子——它们表现得像单个原子。受到铝原子组中的电子可能形成封闭“壳层”的证据启发,宾夕法尼亚州立大学的 A. Welford Castleman Jr. 和弗吉尼亚联邦大学的 Shiv N. Khanna 开始寻找这些原子的稳定构型。“我们认为,如果能找到利用这种方法,也许就能制造出一些新材料,”Castleman 说。“然后我们发现了一些神奇的数字。”
为了创造这些簇,Castleman 及其同事使用了一种称为激光汽化(laser vaporization)的过程。高能激光诱导从铝棒中“激发”出“种子”,并通过将其捕获在加压氦气流中使其融合。到目前为止,最有趣的结果是 13 个铝原子(加上一个额外的电子)的集合体,可用于超充火箭燃料。铝可以提高燃料的推力,但它在氧气存在下也会迅速降解,使其难以储存。另一方面,原子簇对氧化免疫。“我们发现它完全不与氧气发生反应,”Castleman 说。
另一个簇,由 14 个铝原子组成,可能带来更轻、更高效的导电材料,用于制造更好的电子设备和光学设备。但可能性不止于此;随着研究的不断深入,该团队希望向超原子家族中添加更多成员,Castleman 说。“我们或许能够开创一种新的化学,用金属——在这种情况下是铝——来模拟不同数量的原子。”















