如何在室温下熔化黄金？这或许会为科学家打开新材料的大门

当电压上升时，意想不到的事情就会发生——尤其是在黄金原子方面。

来自瑞典查尔默斯理工大学(Chalmers University of Technology)的研究人员首次成功地让一个黄金物体的表面在室温下融化。

而在标准大气压下，纯金的熔点达到1064度。

来自查默斯大学物理系的Ludvig de Knoop将一小块黄金放入电子显微镜中。

在最高的放大倍数下观察它，逐步地将电场增加到极高的水平，他很感兴趣地观察它是如何影响金原子的。

当他研究显微镜记录下的原子时，他看到了一些令人兴奋的东西。

金的表层实际上已经融化了——在室温下。

“这个发现让我非常震惊。这是一个非凡的现象，它给了我们关于黄金的全新的、基本的知识。”Ludvig de Knoop说。

结果是金原子变得活跃了起来。在电场的作用下，它们突然失去了有序的结构，几乎所有的连接都被释放出来。

在进一步的实验中，研究人员发现在固态结构和熔融结构之间切换也是可能的。

金原子是如何以这种方式失去其结构的，这一发现不仅引人注目，而且在科学上具有开创性。

与来自芬兰Jyvaskyla大学的理论家Mikael Juhani Kuisma一起，Ludvig de Knoop和他的同事们开辟了材料科学的新途径。

研究结果发表在《物理评论材料》杂志上。

通过理论计算，研究人员能够解释为什么黄金在室温下会融化。表面熔化可能被看作是所谓的低维相变。

在这种情况下，这一发现与拓扑学的研究领域有关。拓扑学先驱大卫索利斯(David Thouless)、邓肯霍尔丹(Duncan Haldane)和迈克尔科斯特利兹(Michael Kosterlitz)在拓扑学领域获得了2016年诺贝尔物理学奖。

拓扑学解释了为什么薄层物质的电导率会以整数倍发生变化。拓扑相变所研究的，是在低温下没有自发对称性破缺的相变，这种相变超越了日常常见的相变，比如水从气体变成液体，再从液体变成固体的过程。这类研究突破了人们对物态和相变的既有认识，有关低维量子拓扑物态研究更为未来信息科技建立了物理基础。

物质的奇异状态可能将被应用于材料科学和电子学中。

而今，在Mikael Juhani Kuisma的带领下，研究人员正在研究这种可能性。

无论如何，以这种方式熔化黄金表层的能力使未来各种新颖的实际应用成为可能。

“因为我们可以控制和改变表面原子层的属性，它为不同的应用打开了大门。例如，这项技术可以用于不同类型的传感器、催化剂和晶体管。”查尔默斯大学物理系教授伊娃•奥尔森(Eva Olsson)表示。

但就目前而言，对于那些想在没有电子显微镜的情况下熔化黄金的人来说，去金匠那里拜访一下仍是一个不错的选择。